JP2000243084A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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JP2000243084A
JP2000243084A JP11039923A JP3992399A JP2000243084A JP 2000243084 A JP2000243084 A JP 2000243084A JP 11039923 A JP11039923 A JP 11039923A JP 3992399 A JP3992399 A JP 3992399A JP 2000243084 A JP2000243084 A JP 2000243084A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep an electric charge holding characteristic in high grade without reducing sense speed while reducing operation lower limit voltage. SOLUTION: A DSG potential is made a ground potential by activating a second nMOS transistor 32 in a DSG(dynamic sense ground) driver circuit 3 only for pre-charge operation in a DRAM(dynamic random access memory) and a prescribed period from directly after a sense amplifier driving signal SE is activated, after that, the second nMOS transistor 32 is made a non- activation state, while a DSG potential in a sense amplifier activation period is clamped to near a threshold potential VTN of a first nMOS transistor 31 by raising a DSG potential by a current supplied from a DSG potential compensating circuit 5 and a current discharged from a sense amplifier.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、ダイナミックラン
ダムアクセスメモリ(DRAM)を有する半導体記憶装
置に関し、特に、メモリセルアレイ、ビット線及びセン
スアンプに印加される低レベル電位をメモリの内部動作
に応じて切り替える半導体記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device having a dynamic random access memory (DRAM), and more particularly to a semiconductor memory device having a low-level potential applied to a memory cell array, a bit line and a sense amplifier in accordance with an internal operation of the memory. The present invention relates to a semiconductor memory device to be switched.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、DRAMをメモリセルとする半導
体装置は、高集積化と動作速度の向上とを目的とするト
ランジスタの微細化及び動作電源電圧の低電圧下が進め
られている。一般に、DRAMは、その動作電源電圧を
下げると、メモリセルキャパシタに蓄積される蓄積電荷
量が減少するため、これによる電荷保持特性の劣化が問
題となる。また、トランジスタの微細化に伴ってゲート
酸化膜の耐圧が低下するため、ワード線を昇圧すること
によってメモリセルの読み出し電位を確保するという従
来の方式ではメモリセルトランジスタの信頼性を確保す
ることが困難となってきている。さらに、近年、DRA
M等の大容量のメモリとCPU又はASIC等のカスタ
ムロジックをワンチップに集積した半導体装置、いわゆ
るカスタムLSIが実用化されつつあり、内部昇圧電位
を用いない設計及びそれに伴うプロセスの簡素化の要望
が高まっている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a semiconductor device using a DRAM as a memory cell, miniaturization of a transistor and lowering of an operation power supply voltage for the purpose of higher integration and improvement of operation speed have been promoted. In general, when the operating power supply voltage of a DRAM is lowered, the amount of charge stored in a memory cell capacitor is reduced, which causes a problem of deterioration of charge retention characteristics. In addition, since the withstand voltage of the gate oxide film decreases with miniaturization of the transistor, the conventional method of securing the read potential of the memory cell by boosting the word line can secure the reliability of the memory cell transistor. It's getting harder. Furthermore, in recent years, DRA
A semiconductor device in which a large-capacity memory such as M and a custom logic such as a CPU or an ASIC are integrated on one chip, that is, a custom LSI is being put into practical use, and there is a demand for a design that does not use an internal boosted potential and a simplification of the accompanying process. Is growing.

【0003】しかしながら、ワード線の昇圧を行なわな
い場合には、メモリセルの読み出し電荷量をワード線の
昇圧を行なう場合と同等に保つにはメモリセルトランジ
スタの閾値電位を低く設定する必要があり、一方、閾値
電位を低くすると、メモリセルトランジスタのサブスレ
ショルドリーク電流が増加するため、やはり電荷保持特
性の劣化が問題となる。この問題を解決する従来の方法
として、特開平7−240093号公報に開示された、
いわゆる昇圧センスグランド(boostedsens
e ground:BSG)方式が知られている。
However, when the word line is not boosted, it is necessary to set the threshold potential of the memory cell transistor low in order to keep the read charge amount of the memory cell equal to that when the word line is boosted. On the other hand, when the threshold potential is lowered, the sub-threshold leakage current of the memory cell transistor increases, so that the deterioration of the charge retention characteristic also becomes a problem. As a conventional method for solving this problem, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-240093,
So-called boosted sense ground (boostedsens)
e ground (BSG) system is known.

【0004】以下、従来の昇圧センスグランド方式の回
路構成及び動作について図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, the circuit configuration and operation of a conventional boost sense ground system will be described with reference to the drawings.

【0005】図16はDRAMの非選択状態のメモリセ
ルと活性化されたセンスアンプとの接続関係を示す部分
的な回路構成を表わしている。図16に示すように、メ
モリセル500は、ゲートがワード線WLと接続され、
ドレインがビット相補線/BLと接続され、ソースがメ
モリセルキャパシタ501の一方の電極と接続されたメ
モリセルトランジスタ502とを有している。メモリセ
ルキャパシタ501の他方の電極には、内部で生成され
るセルプレート電位VCPが印加され、メモリセルトラ
ンジスタ502には内部で生成される基板電位VBBが
印加されている。
FIG. 16 shows a partial circuit configuration showing a connection relationship between a non-selected memory cell of a DRAM and an activated sense amplifier. As shown in FIG. 16, the memory cell 500 has a gate connected to the word line WL,
The memory cell transistor 502 has a drain connected to the bit complementary line / BL and a source connected to one electrode of the memory cell capacitor 501. The internally generated cell plate potential VCP is applied to the other electrode of the memory cell capacitor 501, and the internally generated substrate potential VBB is applied to the memory cell transistor 502.

【0006】センスアンプ回路510は、第1のn型ト
ランジスタ511n及び第1のp型トランジスタ511
pからなる第1のインバータ511と第2のn型トラン
ジスタ512n及び第2のp型トランジスタ512pか
らなる第2のインバータ512とがクロスカップルされ
て構成されている。第1のn型トランジスタ511n及
び第1のp型トランジスタ511pの共通のドレインで
ある出力部は、ビット相補線/BLと接続され、第2の
n型トランジスタ512n及び第2のp型トランジスタ
512pの共通のドレインである出力部はビット線BL
と接続されている。また、第1のn型トランジスタ51
1n及び第2のn型トランジスタ512nの各ソースは
センスアンプ用グランド電源線SANと接続され、第1
のp型トランジスタ511p及び第2のp型トランジス
タ512pの各ソースはセンスアンプ用電源線SAPと
接続されている。
The sense amplifier circuit 510 comprises a first n-type transistor 511n and a first p-type transistor 511
A first inverter 511 composed of p and a second inverter 512 composed of a second n-type transistor 512n and a second p-type transistor 512p are cross-coupled. An output portion, which is a common drain of the first n-type transistor 511n and the first p-type transistor 511p, is connected to the bit complementary line / BL, and is connected to the second n-type transistor 512n and the second p-type transistor 512p. The output part, which is a common drain, is a bit line BL
Is connected to Also, the first n-type transistor 51
1n and the second n-type transistor 512n have respective sources connected to the sense amplifier ground power supply line SAN,
Each source of the p-type transistor 511p and the second p-type transistor 512p is connected to the sense amplifier power supply line SAP.

【0007】図17は昇圧センスグランド方式の回路構
成を示し、センスアンプ及びメモリセルを含むDRAM
の内部回路550のグランド電位はBSG電位配線56
0と接続されている。BSG電位配線560はBSGド
ライバ回路570と接続され、BSGドライバ回路57
0は、互いのドレインを共有し、ゲートがダイオード接
続され、ソースが接地された第1のnMOSトランジス
タ571及びゲートが制御信号φを受け、ソースが接地
された第2のnMOSトランジスタ572を有してい
る。BSG電位配線560には、BSG電位補償回路5
80が接続されており、BSG電位補償回路580は、
BSG電位が所定値よりも低下した場合にBSG電位配
線560に対して電流を供給する。
FIG. 17 shows a circuit configuration of a boosted sense ground system, and a DRAM including a sense amplifier and a memory cell.
Of the internal circuit 550 is the BSG potential wiring 56
0 is connected. BSG potential wiring 560 is connected to BSG driver circuit 570 and BSG driver circuit 57.
0 has a first nMOS transistor 571 whose drain is shared, whose gate is diode-connected and whose source is grounded, and a second nMOS transistor 572 whose gate receives the control signal φ and whose source is grounded. ing. The BSG potential compensation circuit 5
80 is connected, and the BSG potential compensation circuit 580 is
When the BSG potential falls below a predetermined value, a current is supplied to the BSG potential wiring 560.

【0008】以下、前記のように構成されたDRAMに
おける昇圧センスグランド方式の動作を説明する図18
(a)及び(b)はセンスアンプによる読み出し動作時
におけるビット線対、センスアンプ用グランド電位SA
N及びセンスアンプ用電源電位SAPの電位波形であっ
て、図18(a)は昇圧センスグランド方式を用いない
場合の各電位波形を表わし、図18(b)は昇圧センス
グランド方式を用いた場合の各電位波形を表わしてい
る。図18(a)及び(b)において、時刻tcはワー
ド線WLの駆動タイミングを表わし、時刻tdはセンス
アンプの駆動タイミングを表わしている。
FIG. 18 illustrates the operation of the boosted sense ground system in the DRAM configured as described above.
(A) and (b) show the bit line pair and the sense amplifier ground potential SA during the read operation by the sense amplifier.
FIG. 18A shows potential waveforms of N and the power supply potential SAP for the sense amplifier. FIG. 18A shows each potential waveform when the boosted sense ground system is not used, and FIG. 18B shows a case where the boosted sense ground system is used. Of each potential waveform. 18A and 18B, time tc represents the drive timing of the word line WL, and time td represents the drive timing of the sense amplifier.

【0009】図18(b)に示すように、昇圧センスグ
ランド方式を用いた場合には、センスアンプ用のグラン
ド電位BSGは、センスアンプが活性化される時刻td
までは、図17に示すBSGドライバ回路570におけ
る第1のnMOSトランジスタ571のクランプ作用に
より、その閾値電圧以上に保たれている。
As shown in FIG. 18B, when the boosted sense ground system is used, the ground potential BSG for the sense amplifier is set at time td when the sense amplifier is activated.
Until the threshold voltage is maintained by the clamping action of the first nMOS transistor 571 in the BSG driver circuit 570 shown in FIG.

【0010】時刻tdにおいて、図17に示す第2のn
MOSトランジスタ572は制御信号φを受けて時刻t
dから時刻tnまでの期間で導通状態となることによ
り、センスアンプから流入する電流によるBSG電位の
上昇を抑制する。
At time td, the second n shown in FIG.
MOS transistor 572 receives control signal φ at time t
By becoming conductive during the period from d to time tn, the rise of the BSG potential due to the current flowing from the sense amplifier is suppressed.

【0011】このように、昇圧センスグランド方式によ
ると、低電位側のビット相補線/BLの電位が接地電位
VSSよりも高くなるため、図16に示すメモリセルト
ランジスタ502のゲートドレイン間電圧である第1の
バイアス電圧値VGS1が図18(a)に示す昇圧セン
スグランド方式を用いない方式と比べて大きくなる。こ
れにより、非選択状態にあるメモリセルトランジスタ5
02のチャネル方向に流れるサブスレショルドリーク電
流は、第1のバイアス電圧値VGS1が大きくなるにつ
れて指数関数的に小さくなる。このサブスレショルドリ
ーク電流は、図16に示すメモリセルキャパシタ501
の保持データを破壊する方向に流れるが、BSG電位を
接地電位VSSよりも高くすることにより、第1のバイ
アス電圧値VGS1を大きく確保できるようになる。そ
の結果、サブスレショルドリーク電流が低減するので、
DRAMの電荷保持特性の向上を図ることができる。
As described above, according to the boosted sense ground system, the potential of the bit complementary line / BL on the low potential side becomes higher than the ground potential VSS, so that it is the gate-drain voltage of the memory cell transistor 502 shown in FIG. The first bias voltage value VGS1 is larger than that in the method without using the boosted sense ground method shown in FIG. Thereby, the memory cell transistor 5 in the non-selected state
The sub-threshold leak current flowing in the channel direction 02 decreases exponentially as the first bias voltage value VGS1 increases. This sub-threshold leak current corresponds to the memory cell capacitor 501 shown in FIG.
However, by setting the BSG potential higher than the ground potential VSS, the first bias voltage value VGS1 can be secured large. As a result, the sub-threshold leakage current is reduced,
The charge retention characteristics of the DRAM can be improved.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の昇圧センス
グランド方式を用いた半導体記憶装置は、図16に示す
センスアンプ回路510のセンスアンプ用グランド電位
SANを接地電位VSSに対して図17に示す第1のn
MOSトランジスタ571の閾値電位分だけ高くなるよ
うに保持するため、図16に示す、第1のn型トランジ
スタ511nのソースゲート間電圧である第2のバイア
ス電圧値VGS2が、図18(a)に示すセンスアンプ
用グランド電位SANを昇圧しない方式と比べて小さく
なる。
In the semiconductor memory device using the conventional boosted sense ground system, the sense amplifier ground potential SAN of the sense amplifier circuit 510 shown in FIG. 16 is shown in FIG. 17 with respect to the ground potential VSS. The first n
In order to maintain the voltage to be higher by the threshold potential of the MOS transistor 571, the second bias voltage VGS2 shown in FIG. 16 which is the source-gate voltage of the first n-type transistor 511n is changed to the level shown in FIG. This is smaller than the method in which the sense amplifier ground potential SAN is not boosted.

【0013】この第2のバイアス電圧値VGS2は、セ
ンスアンプ回路510の第1のn型トランジスタ511
nのソースからゲート方向のゲートソース間バイアス電
圧値を示しており、この値が小さい場合には、第1のn
型トランジスタ511nの電流駆動能力が小さくなるた
め、ビット相補線/BLをセンスアンプ用グランド電位
SANに近づける能力が低下するので、ビット線対B
L,/BLの間に十分な電位差が生ずるまでのスピー
ド、いわゆるセンススピードが低下するという問題があ
る。
The second bias voltage VGS2 is equal to the value of the first n-type transistor 511 of the sense amplifier circuit 510.
n indicates a gate-source bias voltage value in the direction from the source to the gate of n, and when this value is small, the first n
Since the current drive capability of the type transistor 511n is reduced, the capability of bringing the bit complementary line / BL closer to the sense amplifier ground potential SAN is reduced.
There is a problem that the speed until a sufficient potential difference is generated between L and / BL, that is, the sense speed is reduced.

【0014】低電圧化を図るために電源電圧を低くする
と、第2のバイアス電圧値VGS2も小さくなるため、
このセンススピードが劣化するという問題は、特にDR
AMにおいて顕著となる。電源電圧値が極端に低い場合
には、センスアンプ活性タイミングであっても第2のバ
イアス電圧値VGS2がセンスアンプ回路510の第1
のn型トランジスタ511nの閾値を超えなくなるの
で、センスアンプ回路510が所望の動作を行なえなく
なる。
If the power supply voltage is lowered in order to reduce the voltage, the second bias voltage value VGS2 also decreases.
The problem that the sense speed is deteriorated is particularly problematic in DR.
It becomes remarkable in AM. When the power supply voltage value is extremely low, the second bias voltage value VGS2 is the first bias voltage of the sense amplifier circuit 510 even when the sense amplifier is activated.
Does not exceed the threshold value of the n-type transistor 511n, so that the sense amplifier circuit 510 cannot perform a desired operation.

【0015】換言すれば、ビット線対BL,/BLのプ
リチャージ電位VBPが、BSG電位と第1のn型トラ
ンジスタ511nの閾値電位VTNの合計値以上である
ことがセンスアンプ回路510の動作条件となる。例え
ば、図18(b)において、BSG電位が0.5Vで、
閾値電位VTNが0.6Vである場合には、プリチャー
ジ電位VBPの下限電圧は1.1Vとなり、該プリチャ
ージ電位VBPが電源電位VDDの半分の電位とするな
ら、DRAMとしての動作下限電圧は2.2V以上とな
る。
In other words, the operating condition of the sense amplifier circuit 510 is that the precharge potential VBP of the bit line pair BL, / BL is equal to or higher than the sum of the BSG potential and the threshold potential VTN of the first n-type transistor 511n. Becomes For example, in FIG. 18B, when the BSG potential is 0.5 V,
When the threshold potential VTN is 0.6 V, the lower limit voltage of the precharge potential VBP is 1.1 V. If the precharge potential VBP is half the power supply potential VDD, the operation lower limit voltage as a DRAM is It becomes 2.2V or more.

【0016】一方、図18(a)の場合は、センスアン
プ用の低電位SGが接地電位VSSと短絡されていてい
るため、プリチャージ電位VBPの下限電圧は0.6V
となり、DRAMとしての動作下限電圧は1.2V以上
となる。従って、図18(b)に示す昇圧センスグラン
ド方式を用いた場合のDRAMの動作下限電圧は、図1
8(a)に示す昇圧センスグランド方式を用いない場合
のDRAMの動作下限電圧よりも高くなるため、低電源
電圧化を実質的に行なえないという問題がある。
On the other hand, in the case of FIG. 18A, since the low potential SG for the sense amplifier is short-circuited to the ground potential VSS, the lower limit voltage of the precharge potential VBP is 0.6V.
, And the operation lower limit voltage of the DRAM becomes 1.2 V or more. Therefore, the operation lower limit voltage of the DRAM in the case of using the boosted sense ground system shown in FIG.
8 (a) is higher than the operation lower limit voltage of the DRAM when the boosted sense ground method is not used, so that there is a problem that the power supply voltage cannot be substantially reduced.

【0017】また、図17に示すように、BSG電位
は、BSGドライバ回路570における第1のnMOS
トランジスタ571及び第2のnMOSトランジスタ5
72を介したリーク電流等の影響から、定常的にその電
位が低下する傾向にあり、BSG電位を接地電位VSS
よりも常に高い電位に保つには、BSG電位補償回路5
80により絶えず電流を供給しなければならず、このた
めDRAMの消費電力が増大するという問題がある。
As shown in FIG. 17, the BSG potential is set to the first nMOS in the BSG driver circuit 570.
Transistor 571 and second nMOS transistor 5
72 tends to steadily decrease due to the influence of a leak current or the like through 72, and the BSG potential is changed to the ground potential VSS.
To keep the potential higher than the BSG potential compensation circuit 5
80, the current must be constantly supplied, which causes a problem that the power consumption of the DRAM increases.

【0018】本発明は、かかる問題に鑑みてなされたも
のであり、動作下限電圧を低減しながらも、センススピ
ードが低下せず且つメモリセルの電荷保持特性を高度に
維持できるようにすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and it is an object of the present invention to reduce the lower-limit operation voltage while maintaining a high charge retention characteristic of a memory cell without lowering the sensing speed. Aim.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、DRAM型の半導体記憶装置におけるセ
ンスアンプ用グランド電位をセンスアンプの駆動タイミ
ングに応じて切り替える構成とする。
In order to achieve the above object, the present invention has a configuration in which a ground potential for a sense amplifier in a DRAM type semiconductor memory device is switched according to a drive timing of the sense amplifier.

【0020】具体的に、本発明に係る半導体記憶装置
は、半導体基板上に形成されており、複数のワード線と
複数のビット線対との各交差部に設けられた複数のメモ
リセルを有するメモリセルアレイと、複数のビット線対
ごとに設けられ、各ビット線対に読み出された電位差を
増幅して出力する複数のセンスアンプ回路と、メモリセ
ル、ビット線対及びセンスアンプ回路に印加される高レ
ベル電位及び低レベル電位のうちの低レベル電位を生成
して出力する低レベル電位生成手段とを備え、低レベル
電位生成手段は、低レベル電位として接地電位とほぼ等
しい第1の電位を生成する接地電位生成用半導体素子を
有する接地電位生成部と、閾値電位を超える電位が印加
されたときに動作し、低レベル電位として閾値電位とほ
ぼ等しい第2の電位を生成する閾値電位生成用半導体素
子を有する閾値電位生成部と、接地電位生成用半導体素
子の動作を制御する接地電位制御部とを有している。
Specifically, a semiconductor memory device according to the present invention has a plurality of memory cells formed on a semiconductor substrate and provided at respective intersections of a plurality of word lines and a plurality of bit line pairs. A memory cell array, a plurality of sense amplifier circuits provided for each of a plurality of bit line pairs, and amplifying and outputting a potential difference read to each bit line pair; and a plurality of sense amplifier circuits applied to the memory cells, the bit line pairs, and the sense amplifier circuit. Low-level potential generating means for generating and outputting a low-level potential out of the high-level potential and the low-level potential, wherein the low-level potential generating means generates a first potential substantially equal to the ground potential as the low-level potential. A ground potential generation unit having a semiconductor element for generating a ground potential, and a second potential that operates when a potential exceeding the threshold potential is applied and is substantially equal to the threshold potential as a low level potential A generation threshold potential generating unit having a threshold potential generation semiconductor element, and a ground potential control section for controlling the operation of the semiconductor device for generating a ground potential.

【0021】本発明の半導体記憶装置によると、低レベ
ル電位生成手段が、メモリセル、ビット線対及びセンス
アンプ回路に印加される高レベル電位及び低レベル電位
のうち、低レベル電位として接地電位とほぼ等しい第1
の電位を生成する接地電位生成用半導体素子を有する接
地電位生成部と、低レベル電位として閾値電位とほぼ等
しい第2の電位を生成する閾値電位生成用半導体素子を
有する閾値電位生成部と、接地電位生成用半導体素子の
動作を制御する接地電位制御部とを有している。このた
め、メモリセルがデータ保持用のキャパシタ及び該キャ
パシタとビット線とのアクセスがワード線により制御さ
れるスイッチトランジスタを有する場合には、非選択の
ワード線と接続されるメモリセルにおいて、低レベル電
位が接地電位よりも高い第2の電位である閾値電位生成
用半導体素子の閾値電位とほぼ等しくなるので、スイッ
チトランジスタのオフ時のゲートドレイン間電圧値が大
きくなる。また、センスアンプ回路がトランジスタを含
む場合には、センスアンプの低レベル電位が第1の電位
である接地電位とほぼ等しくなるので、該トランジスタ
のオン時のゲートソース間電圧値が大きくなる。
According to the semiconductor memory device of the present invention, the low-level potential generating means includes the ground potential as the low-level potential among the high-level potential and the low-level potential applied to the memory cell, the bit line pair, and the sense amplifier circuit. Almost equal first
A ground potential generating section having a ground potential generating semiconductor element for generating a potential of the same; a threshold potential generating section having a threshold potential generating semiconductor element for generating a second potential substantially equal to the threshold potential as a low level potential; A ground potential control unit for controlling the operation of the potential generating semiconductor element. For this reason, when the memory cell includes a capacitor for holding data and a switch transistor in which access between the capacitor and the bit line is controlled by a word line, a low level is applied to a memory cell connected to an unselected word line. Since the potential is substantially equal to the threshold potential of the threshold potential generating semiconductor element which is the second potential higher than the ground potential, the gate-drain voltage when the switch transistor is off increases. Further, when the sense amplifier circuit includes a transistor, the low-level potential of the sense amplifier is substantially equal to the ground potential as the first potential, so that the gate-source voltage when the transistor is turned on increases.

【0022】本発明の半導体記憶装置において、接地電
位生成用半導体素子が、接地電位制御部からの制御信号
を受け、複数のセンスアンプ回路のうちの一部のセンス
アンプ回路が活性化された時点から所定期間にわたって
活性化されることにより第1の電位を生成し、閾値電位
生成用半導体素子が、接地電位生成用半導体素子が活性
化されていない期間に第2の電位を生成することが好ま
しい。このようにすると、外部から選択されたセンスア
ンプの動作の立ち上がり時に低レベル電位が第1の電位
である接地電位とほぼ等しくなるため、センスアンプに
おけるトランジスタのオン時のゲートソース間電圧値が
大きくなる。
In the semiconductor memory device according to the present invention, when the ground potential generating semiconductor element receives a control signal from the ground potential control unit and a part of the plurality of sense amplifier circuits is activated. It is preferable that the first potential is generated by being activated for a predetermined period from the time when the first potential is generated, and the threshold potential generating semiconductor element generates the second potential during a period in which the ground potential generating semiconductor element is not activated. . With this configuration, the low-level potential becomes substantially equal to the ground potential, which is the first potential, when the operation of the sense amplifier selected from the outside rises, so that the gate-source voltage of the sense amplifier when the transistor is turned on increases. Become.

【0023】本発明の半導体記憶装置において、接地電
位生成用半導体素子が、接地電位制御部からの制御信号
を受け、複数のセンスアンプ回路が非活性状態である期
間中及び複数のセンスアンプ回路のうちの一部のセンス
アンプ回路が活性化された時点から所定の期間中に活性
化されていることにより第1の電位を生成し、閾値電位
生成用半導体素子が、接地電位生成用半導体素子が活性
化されていない期間に第2の電位を生成することが好ま
しい。このようにすると、センスアンプが非活性状態の
ときにも低レベル電位がほぼ第1の電位である接地電位
となるため、メモリのスタンバイ期間に接地電位を発生
させて該接地電位を保持する手段が必要でなくなる。
In the semiconductor memory device according to the present invention, the semiconductor element for generating the ground potential receives a control signal from the ground potential control unit, and during a period in which the plurality of sense amplifier circuits are inactive and in the plurality of sense amplifier circuits. The first potential is generated by being activated during a predetermined period from the time when some of the sense amplifier circuits are activated, and the semiconductor element for generating the threshold potential is used as the semiconductor element for generating the ground potential. It is preferable to generate the second potential during a period in which it is not activated. With this configuration, even when the sense amplifier is in the inactive state, the low-level potential becomes substantially the first potential, that is, the ground potential. Therefore, the ground potential is generated during the standby period of the memory to maintain the ground potential. Is no longer needed.

【0024】本発明の半導体記憶装置において、低レベ
ル電位生成手段が、閾値電位とほぼ同電位である基準電
位を生成する基準電位生成部と、低レベル電位が基準電
位よりも高い電位となるように電流を供給することによ
り低レベル電位を補償する電位補償部とをさらに有し、
基準電位生成部及び電位補償部が、接地電位生成部が活
性化されていない期間に動作することが好ましい。この
ようにすると、低レベル電位が接地電位とされている期
間は、基準電位生成部及び電位補償部を非活性状態とす
ることができる。
In the semiconductor memory device of the present invention, the low-level potential generating means generates a reference potential substantially equal to the threshold potential, and the low-level potential becomes higher than the reference potential. A potential compensating unit that compensates the low-level potential by supplying current to the
It is preferable that the reference potential generator and the potential compensator operate during a period in which the ground potential generator is not activated. With this configuration, the reference potential generating unit and the potential compensating unit can be in an inactive state during the period when the low level potential is set to the ground potential.

【0025】この場合に、複数のセンスアンプ回路のう
ちの活性状態のセンスアンプ回路に接続されているビッ
ト線対のうちのより低電位のビット線の電位が低レベル
電位よりも高い状態にあるときに接地電位生成部が活性
状態から非活性状態に遷移することが好ましい。このよ
うにすると、通常、センスアンプが非活性状態であると
きには、該センスアンプに接続されているビット線対は
電源電位の2分の1程度にプリチャージされており、活
性状態のセンスアンプ回路に接続されているビット線対
のうちのより低電位のビット線の電位が低レベル電位よ
りも高い時点で接地電位生成部が活性状態から非活性状
態に遷移するため、低レベル電位の配線には、活性化さ
れた低電位側のビット線から電流が流入するので、低レ
ベル電位を閾値電位にまで昇圧するための電位補償部か
らの電流量を減らすことができる。
In this case, the potential of the lower potential bit line of the bit line pair connected to the active sense amplifier circuit of the plurality of sense amplifier circuits is higher than the low level potential. It is preferable that the ground potential generating unit transition from the active state to the inactive state. Thus, when the sense amplifier is inactive, the bit line pair connected to the sense amplifier is normally precharged to about one half of the power supply potential, and the active sense amplifier circuit is When the potential of the lower potential bit line of the pair of bit lines connected to is higher than the lower potential, the ground potential generator transitions from the active state to the inactive state. Since the current flows from the activated low potential side bit line, the amount of current from the potential compensating unit for boosting the low level potential to the threshold potential can be reduced.

【0026】この場合に、電位補償部がメモリセルアレ
イのメモリ容量に応じて電位補償部の電流供給能力を切
り替える電流供給能力切替手段を有していることが好ま
しい。
In this case, it is preferable that the potential compensator has current supply capability switching means for switching the current supply capability of the potential compensator in accordance with the memory capacity of the memory cell array.

【0027】この場合に、電位補償部が複数のセンスア
ンプ回路のうち、一の動作タイミングで活性化されるセ
ンスアンプ回路の個数に応じて電位補償部の電流供給能
力を切り替える電流供給能力切替手段を有していること
が好ましい。
In this case, the current supply capability switching means for switching the current supply capability of the potential compensation unit according to the number of sense amplifier circuits activated at one operation timing among the plurality of sense amplifier circuits among the plurality of sense amplifier circuits. It is preferable to have

【0028】本発明の半導体記憶装置において、低レベ
ル電位生成手段が、閾値電位のほぼ2倍の電位の基準電
位を生成する基準電位生成部と、低レベル電位が閾値電
位とほぼ等しくなるように電流を供給することにより低
レベル電位を補償する電位補償部とをさらに有し、電位
補償部が、ゲートが基準電位を受け、ドレインが電位補
償部からの電流を受け、ソースが低レベル電位を出力す
る電界効果トランジスタを含むことが好ましい。このよ
うにすると、低レベル電位を補償する電位補償部が、基
準電位をゲートに受け、電位補償部からの電流をドレイ
ンに受け、低レベル電位をソースに出力する電界効果ト
ランジスタを含むため、低レベル電位の検値動作と低レ
ベル電位を昇圧する電流の電流供給量の調整動作とが一
のトランジスタによって行なわれる。その結果、検値動
作から電流供給動作までの伝達遅延が発生しない。
In the semiconductor memory device according to the present invention, the low-level potential generating means includes a reference potential generating section for generating a reference potential substantially twice as high as the threshold potential, and a low-level potential generating section for making the low-level potential substantially equal to the threshold potential. A potential compensating unit that compensates for the low-level potential by supplying a current; the potential compensating unit has a gate receiving the reference potential, a drain receiving a current from the potential compensating unit, and a source having the low-level potential. It is preferable to include a field effect transistor for outputting. With this configuration, the potential compensating unit that compensates for the low-level potential includes a field-effect transistor that receives the reference potential at the gate, receives the current from the potential compensating unit at the drain, and outputs the low-level potential to the source. The operation of detecting the level potential and the operation of adjusting the current supply amount of the current for raising the low level potential are performed by one transistor. As a result, there is no transmission delay from the detection operation to the current supply operation.

【0029】この場合に、複数のセンスアンプ回路のう
ちの活性状態のセンスアンプ回路に接続されているビッ
ト線対のうちのより低電位のビット線の電位が低レベル
電位よりも高い状態にあるときに接地電位生成部が活性
状態から非活性状態に遷移することが好ましい。
In this case, the potential of the lower potential bit line of the bit line pair connected to the active sense amplifier circuit of the plurality of sense amplifier circuits is higher than the low level potential. It is preferable that the ground potential generating unit transition from the active state to the inactive state.

【0030】この場合に、電位補償部がメモリセルアレ
イのメモリ容量に応じて電位補償部の電流供給能力を切
り替える電流供給能力切替手段を有していることが好ま
しい。
In this case, it is preferable that the potential compensator has a current supply capability switching means for switching the current supply capability of the potential compensator in accordance with the memory capacity of the memory cell array.

【0031】この場合に、電位補償部が、複数のセンス
アンプ回路のうち、一の動作タイミングで活性化される
センスアンプ回路の個数に応じて電位補償部の電流供給
能力を切り替える電流供給能力切替手段を有しているこ
とが好ましい。
In this case, the potential compensation unit switches the current supply capability of the potential compensation unit according to the number of sense amplifier circuits activated at one operation timing among the plurality of sense amplifier circuits. It is preferable to have means.

【0032】本発明の半導体記憶装置において、閾値電
位生成用半導体素子が第1の半導体素子と第2の半導体
素子とからなり、低レベル電位生成手段が、低レベル電
位が接地電位よりも高い電位となるように電流を供給す
ることにより低レベル電位を補償する電位補償部と、接
地電位制御部からの制御信号を受け、第1の半導体素子
又は第2の半導体素子を選択する閾値電位生成用半導体
素子選択手段とをさらに有していることが好ましい。こ
のようにすると、閾値電位生成用半導体素子が、第1の
半導体素子と第2の半導体素子とを含むため、センスア
ンプに大電流が流れる期間と大電流が流れない期間とに
よって接地電位よりも高い低レベル電位を第1の半導体
素子又は第2の半導体素子のいずれかを選択できる。
In the semiconductor memory device according to the present invention, the threshold potential generating semiconductor element comprises a first semiconductor element and a second semiconductor element, and the low level potential generating means includes a low level potential higher than the ground potential. A potential compensating unit for compensating a low level potential by supplying a current so as to generate a threshold potential for receiving a control signal from a ground potential control unit and selecting a first semiconductor element or a second semiconductor element. Preferably, the semiconductor device further includes a semiconductor element selecting unit. With this configuration, since the threshold potential generating semiconductor element includes the first semiconductor element and the second semiconductor element, the threshold potential generation semiconductor element is higher than the ground potential depending on the period when a large current flows through the sense amplifier and the period when the large current does not flow. A high low-level potential can select either the first semiconductor element or the second semiconductor element.

【0033】この場合に、第2の半導体素子のサイズ
が、第1の半導体素子のサイズよりも小さく、閾値電位
生成用半導体素子選択手段が、複数のセンスアンプ回路
のうちの一部のセンスアンプ回路が活性化された時点か
ら所定期間の間は第1の半導体素子からの出力を選択
し、所定期間が経過した後に第2の半導体素子からの出
力を選択することが好ましい。このようにすると、低レ
ベル電位が、センスアンプに大電流が流れる期間及び接
地電位とされる期間に、サイズが大きい第1の半導体素
子によって生成されるため、低レベル電位の過剰な増加
が抑えられる。また、複数のセンスアンプ回路の一部が
活性状態であって且つ大電流を流さない期間には、サイ
ズが小さい第2の半導体素子を用いるため、リーク電流
による低レベル電位が減少しにくくなる。
In this case, the size of the second semiconductor element is smaller than the size of the first semiconductor element, and the semiconductor element selecting means for generating the threshold potential includes a part of the plurality of sense amplifier circuits. Preferably, an output from the first semiconductor element is selected for a predetermined period from the time when the circuit is activated, and an output from the second semiconductor element is selected after the predetermined period has elapsed. With this configuration, the low-level potential is generated by the first semiconductor element having a large size during a period in which a large current flows to the sense amplifier and a period during which the low-level potential is set to the ground potential. Can be In addition, during a period in which a part of the plurality of sense amplifier circuits is in an active state and a large current does not flow, a small-sized second semiconductor element is used, so that a low-level potential due to a leak current is less likely to decrease.

【0034】本発明の半導体記憶装置において、メモリ
セルアレイを複数備え、複数のメモリセルアレイごとに
おけるワード線が延びる方向に対して平行な側部に複数
のセンスアンプ回路がそれぞれ隣接するように設けられ
てなる複数のセンスアンプ列と、複数のメモリセルアレ
イと複数のセンスアンプ列とからなるメモリコアブロッ
クとを有し、低レベル電位生成手段は、メモリコアブロ
ックにおける複数のセンスアンプ列が延びる方向に対し
て平行な両側部と隣接するように設けられていることが
好ましい。このようにすると、低レベル電位生成手段
が、いずれか一方にのみ設けられる場合と比較して、セ
ンスアンプ列までの平均距離がほぼ半分となると共に、
センスアンプ回路から流れ出す電流が両方の低レベル電
位生成手段に分散して流れるため、低レベル電位生成手
段と各センスアンプ回路との実効的な抵抗値を下げるこ
とができる。これにより、配線抵抗の電圧降下に起因す
るセンススピードの劣化が緩和されると共に、同時に活
性化されるセンスアンプ回路ごとの動作特性にばらつき
が生じにくくなる。
In the semiconductor memory device of the present invention, a plurality of memory cell arrays are provided, and a plurality of sense amplifier circuits are provided adjacent to a side parallel to a word line extending direction in each of the plurality of memory cell arrays. A plurality of sense amplifier rows, and a memory core block including a plurality of memory cell arrays and a plurality of sense amplifier rows, wherein the low-level potential generating means is provided in a direction in which the plurality of sense amplifier rows in the memory core block extend. It is preferable to be provided so as to be adjacent to both parallel side portions. With this configuration, the average distance to the sense amplifier row is reduced to about half compared to the case where the low-level potential generation means is provided only in one of the low-level potential generation means.
Since the current flowing out of the sense amplifier circuit flows in a distributed manner to both low-level potential generation units, the effective resistance value between the low-level potential generation unit and each sense amplifier circuit can be reduced. As a result, the deterioration of the sensing speed due to the voltage drop of the wiring resistance is alleviated, and the operating characteristics of the simultaneously activated sense amplifier circuits are less likely to vary.

【0035】この場合に、低レベル電位生成手段の接地
電位生成用半導体素子、閾値電位生成用半導体素子及び
センスアンプ列が有する半導体素子が、それぞれ半導体
基板に連続して設けられた共有ウェルに形成されている
ことが好ましい。
In this case, the semiconductor element for generating the ground potential, the semiconductor element for generating the threshold potential, and the semiconductor element included in the sense amplifier row of the low-level potential generating means are formed in the shared wells respectively provided continuously on the semiconductor substrate. It is preferred that

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】まず、本発明に係る半導体記憶装
置の概要を図面に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an outline of a semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0037】図1は本発明に係る半導体記憶装置である
DRAMにおける動的センスグランド(dynamic
sense ground:DSG)方式を実現する
機能構成を表わしている。図1に示すように、本発明に
係るDRAMは、センスアンプ回路及びメモリセル等を
含むDRAMの内部回路1と低レベル電位生成手段2と
を有している。低レベル電位生成手段2は、接地電位生
成部及び閾値電位生成部としてのDSGドライバ回路3
と、接地電位制御部としての制御信号発生回路4と、電
位補償部としてのDSG電位補償回路5とから構成され
ている。
FIG. 1 shows a dynamic sense ground (Dynamic) in a DRAM which is a semiconductor memory device according to the present invention.
1 shows a functional configuration for implementing a sense ground (DSG) method. As shown in FIG. 1, the DRAM according to the present invention includes a DRAM internal circuit 1 including a sense amplifier circuit, a memory cell, and the like, and a low-level potential generation unit 2. The low-level potential generator 2 includes a DSG driver circuit 3 as a ground potential generator and a threshold potential generator.
, A control signal generation circuit 4 as a ground potential control unit, and a DSG potential compensation circuit 5 as a potential compensation unit.

【0038】内部回路1のグランド電位配線はDSG電
位配線6と接続され、DSG電位配線6は、DSGドラ
イバ回路3及びDSG電位補償回路5と接続されてい
る。
The ground potential wiring of the internal circuit 1 is connected to the DSG potential wiring 6, and the DSG potential wiring 6 is connected to the DSG driver circuit 3 and the DSG potential compensation circuit 5.

【0039】DSGドライバ回路3は、互いのドレイン
を共有し、ゲートがダイオード接続され、ソースが接地
された第1のnMOSトランジスタ31及びゲートが接
地電位制御部としての制御信号発生回路4からの内部制
御信号NSGを受け、ソースが接地された第2のnMO
Sトランジスタ32を有している。
The DSG driver circuit 3 has a first nMOS transistor 31 whose drain is shared, whose gate is diode-connected and whose source is grounded, and whose gate is internally supplied from the control signal generation circuit 4 as a ground potential control unit. A second nMO having a source grounded and receiving a control signal NSG
It has an S transistor 32.

【0040】制御信号発生回路4は、センスアンプ駆動
信号SEを受け、該センスアンプ駆動信号SEに所定の
遅延を付与した内部制御信号NSGを出力する。
The control signal generation circuit 4 receives the sense amplifier drive signal SE and outputs an internal control signal NSG obtained by adding a predetermined delay to the sense amplifier drive signal SE.

【0041】本発明に係るDSGドライバ回路3は、D
RAMにおけるプリチャージ動作の間、及びセンスアン
プ駆動信号SEが活性化された直後からの所定期間中に
DSG電位を接地電位(=第1の電位)とし、その後
に、DSG電位補償回路5から供給される電流及びセン
スアンプ回路から放出される電流によってDSG電位を
上昇させることにより、センスアンプの活性期間中のD
SG電位を第1のnMOSトランジスタ31の閾値電位
VTN(=第2の電位)の近傍にクランプする。
The DSG driver circuit 3 according to the present invention has a D
The DSG potential is set to the ground potential (= first potential) during the precharge operation in the RAM and for a predetermined period immediately after the activation of the sense amplifier drive signal SE, and then supplied from the DSG potential compensation circuit 5 The potential of DSG is increased by the current supplied and the current released from the sense amplifier circuit, so that D
The SG potential is clamped near the threshold potential VTN (= second potential) of the first nMOS transistor 31.

【0042】このように、本発明に係るDSG方式によ
ると、センスアンプ回路が動作を開始した時点から所定
期間の間の低レベル電位を接地電位としているため、図
16に示したセンスアンプ回路510のオン時の第2の
バイアス電圧値VGS2が十分に確保されるので、セン
ススピードを向上できる。
As described above, according to the DSG method according to the present invention, the low-level potential for a predetermined period from the start of the operation of the sense amplifier circuit is set to the ground potential, so that the sense amplifier circuit 510 shown in FIG. , The second bias voltage value VGS2 at the time of turning on is sufficiently secured, so that the sensing speed can be improved.

【0043】また、センスアンプ駆動信号SEが活性化
されてからの所定期間経過後に、DSG電位補償回路5
から供給される電流及びセンスアンプ回路から放出され
る電流によってDSG電位を上昇させるため、図16に
示したメモリセル500のオフ時の第1のバイアス電圧
値VGS1が大きくなるので、電荷保持特性の向上が図
れる。さらに、この所定期間を短く、すなわち、センス
アンプ駆動信号SEと内部制御信号NSGとのタイミン
グ差を小さくしているため、センスアンプ回路の活性期
間中にビット線の低レベル電位が閾値電位VTNの近傍
を大きく下回らないので、従来の昇圧センスグランド方
式と同様に電荷保持特性が向上する。
After a lapse of a predetermined period from activation of sense amplifier drive signal SE, DSG potential compensation circuit 5
The first bias voltage VGS1 when the memory cell 500 shown in FIG. 16 is turned off increases as shown in FIG. 16 because the DSG potential is increased by the current supplied from the sense amplifier circuit and the current discharged from the sense amplifier circuit. Improvement can be achieved. Further, since the predetermined period is shortened, that is, the timing difference between the sense amplifier drive signal SE and the internal control signal NSG is reduced, the low-level potential of the bit line becomes lower than the threshold potential VTN during the active period of the sense amplifier circuit. Since the voltage does not fall significantly below the vicinity, the charge retention characteristics are improved as in the conventional boost sense ground system.

【0044】また、DSG電位補償回路5は、センスア
ンプ回路が活性期間中の場合にはDSG電位を所定電位
となるように随時電流を供給する一方、センスアンプ回
路が非活性期間中の場合にはDSG電位を接地電位とし
て動作を停止することにより電流供給動作を行なわな
い。これにより、DSG電位の駆動に伴う消費電力は、
従来の昇圧センスグランド方式の場合と比べて大幅に削
減できる。
The DSG potential compensating circuit 5 supplies current at any time so that the DSG potential becomes a predetermined potential when the sense amplifier circuit is in the active period, and supplies the current when the sense amplifier circuit is in the inactive period. Does not perform the current supply operation by stopping the operation with the DSG potential as the ground potential. As a result, the power consumption associated with driving the DSG potential is
Compared with the conventional boost sense ground system, it can be greatly reduced.

【0045】以下、本発明に係るDSG方式を用いたD
RAM型半導体記憶装置を具体的に説明する。 (第1の実施形態)本発明の第1の実施形態について図
面を参照しながら説明する。
Hereinafter, D using the DSG method according to the present invention will be described.
The RAM type semiconductor memory device will be specifically described. (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0046】図2は本発明の第1の実施形態に係る半導
体記憶装置であって、DRAMチップのブロック構成を
示している。図2に示すように、本実施形態に係るDR
AMチップには、それぞれがデータとなる電荷を保持す
る複数のメモリセルを有する複数のメモリセルアレイブ
ロック10と、該複数のメモリセルアレイブロック10
同士におけるワード線WLが延びる方向に対して平行な
側部の間に設けられた複数のセンスアンプブロック20
及び該センスアンプブロック20に含まれるセンスアン
プ回路を駆動する複数のセンスアンプドライバ回路21
が設けられている。
FIG. 2 shows a semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, and shows a block configuration of a DRAM chip. As shown in FIG. 2, the DR according to the present embodiment
The AM chip includes a plurality of memory cell array blocks 10 each having a plurality of memory cells each holding a charge serving as data, and the plurality of memory cell array blocks 10.
A plurality of sense amplifier blocks 20 provided between side portions of each of which are parallel to the direction in which word line WL extends.
And a plurality of sense amplifier driver circuits 21 for driving a sense amplifier circuit included in the sense amplifier block 20
Is provided.

【0047】センスアンプブロック20及びセンスアン
プドライバ回路21に対するメモリセルアレイブロック
10と反対側の領域には、これらに隣接してカラムデコ
ーダ等からなるカラム系の制御回路ブロック22及び低
レベル電位生成手段としてのセンスアンプグランド回路
23が選択的に設けられている。
In a region on the side opposite to the memory cell array block 10 with respect to the sense amplifier block 20 and the sense amplifier driver circuit 21, a column-related control circuit block 22 including a column decoder and the like and a low-level potential generating means are disposed adjacent thereto. Are selectively provided.

【0048】センスアンプグランド回路23は、各セン
スアンプドライバ回路21に対してダイナミックセンス
アンプグランド電位DSGを供給し、センスアンプドラ
イバ回路21は隣接するセンスアンプブロック20に対
して、センスアンプ用電源電位SAP及びセンスアンプ
用グランド電位SANを供給する。
The sense amplifier ground circuit 23 supplies a dynamic sense amplifier ground potential DSG to each sense amplifier driver circuit 21, and the sense amplifier driver circuit 21 supplies a sense amplifier power supply potential to an adjacent sense amplifier block 20. SAP and the ground potential SAN for the sense amplifier are supplied.

【0049】メモリセルアレイブロック10におけるワ
ード線WLが延びる方向の一方の周辺部には、外部から
のロウアドレスをデコードするロウデコーダ40が設け
られている。メモリセルアレイ10とロウデコーダ40
との間には、それぞれが、ロウデコーダ40からのデコ
ード信号を受け、受けたデコード信号をワード線WLn
(n=1,2,3,…)に出力する複数のワード線ドラ
イバ41と、ロウデコーダ40からのデコード信号を受
け、センスアンプブロック20及びセンスアンプドライ
バ回路21とを制御する複数のセンスアンプ制御ブロッ
ク42とが設けられている。
A row decoder 40 for decoding a row address from the outside is provided at one peripheral portion of the memory cell array block 10 in the direction in which the word lines WL extend. Memory cell array 10 and row decoder 40
, Each receives a decode signal from the row decoder 40 and transmits the received decode signal to the word line WLn.
(N = 1, 2, 3,...) And a plurality of sense amplifiers that receive decode signals from the row decoder 40 and control the sense amplifier block 20 and the sense amplifier driver circuit 21 A control block 42 is provided.

【0050】メモリセルアレイブロック10には、マト
リクス状の複数のメモリセルが設けられ、例えば、その
うちのメモリセル51は、ワード線ドライバ41により
駆動されるワード線WL1と、センスアンプブロック2
0と接続されるビット相補線/BLとが交差する交差部
に設けられている。
The memory cell array block 10 includes a plurality of memory cells arranged in a matrix. For example, the memory cell 51 includes a word line WL 1 driven by a word line driver 41 and a sense amplifier block 2.
It is provided at an intersection where the bit complementary line / BL connected to 0 intersects.

【0051】図3は図2に示す領域100におけるメモ
リセルアレイブロック10、センスアンプブロック20
及びセンスアンプドライバ回路21の具体的な回路構成
を示している。図3に示すように、メモリセルアレイブ
ロック10を構成するメモリセルアレイ101は、メモ
リセル51とビット線対BL,/BLとワード線WL
n、WLn+1とからなる。
FIG. 3 shows the memory cell array block 10 and the sense amplifier block 20 in the area 100 shown in FIG.
2 shows a specific circuit configuration of the sense amplifier driver circuit 21. As shown in FIG. 3, the memory cell array 101 constituting the memory cell array block 10 includes a memory cell 51, a bit line pair BL, / BL, and a word line WL.
n, WLn + 1.

【0052】メモリセル51は、ドレインがビット線B
L又はビット相補線/BLと接続され、ゲートがワード
線WLnと接続されたnMOSトランジスタからなるメ
モリセルトランジスタ51aと、一方の電極がセルプレ
ート電源VCPと接続され、他方の電極がメモリセルト
ランジスタ51aのソースと接続されたメモリセルキャ
パシタ51bとからなる。
The drain of the memory cell 51 is the bit line B
L or bit complementary line / BL, a memory cell transistor 51a composed of an nMOS transistor having a gate connected to word line WLn, one electrode connected to cell plate power supply VCP, and the other electrode connected to memory cell transistor 51a. And a memory cell capacitor 51b connected to the source.

【0053】センスアンプブロック20を構成するセン
スアンプ回路201は、2組のnMOSトランジスタ2
02n及びpMOSトランジスタ202pからなるクロ
スカップル型のセンスアンプであって、各nMOSトラ
ンジスタ202nのソースからセンスアンプ用グランド
電位SANが供給され、各pMOSトランジスタ202
pのソースからセンスアンプ用電源電位SAPが供給さ
れる。
The sense amplifier circuit 201 constituting the sense amplifier block 20 includes two nMOS transistors 2
02n and a pMOS transistor 202p, and a sense amplifier ground potential SAN is supplied from the source of each nMOS transistor 202n.
A power supply potential for sense amplifier SAP is supplied from the source of p.

【0054】さらに、センスアンプ回路201は、互い
に共有するドレインがプリチャージ電源VBPと接続さ
れ、ソースがそれぞれ第1の内部配線205及び第2の
内部配線206と接続された2つのプリチャージ用nM
OSトランジスタ203と、ゲートがイコライズ信号E
Qを受け、ビット線対BL,/BLの電位を互いに等電
位(イコライズ)とするイコライズ用nMOSトランジ
スタ204とを含む。センスアンプ回路201におい
て、ビット線BLと接続される第1の内部配線205及
びビット相補線/BLと接続される第2の内部配線20
6は、それぞれ、トランスファーゲートをなす第1のト
ランスファートランジスタ207及び第2のトランスフ
ァートランジスタ208を介して接続されている。第1
のトランスファートランジスタ207はそのゲートに第
1のシェアードゲート信号SS1を受け、第2のトラン
スファートランジスタ208はそのゲートに第2のシェ
アードゲート信号SS2を受け、第1のシェアードゲー
ト信号SS1又は第2のシェアードゲート信号SS2を
選択的に活性化することにより、メモリセルアレイ10
1におけるワード線WL1側のビット線対BL,/BL
又はWL3側のビット線対BL,/BLのいずれかを選
択する。
Further, the sense amplifier circuit 201 has two precharging nMs whose drains are connected to a precharge power supply VBP and whose sources are connected to a first internal wiring 205 and a second internal wiring 206, respectively.
The OS transistor 203 and the gate are equalized signal E
And an equalizing nMOS transistor 204 that receives Q and makes the potentials of the bit line pair BL and / BL equal to each other (equalize). In sense amplifier circuit 201, first internal wiring 205 connected to bit line BL and second internal wiring 20 connected to bit complementary line / BL
6 are connected to each other via a first transfer transistor 207 and a second transfer transistor 208 forming transfer gates. First
The transfer transistor 207 receives the first shared gate signal SS1 at its gate, the second transfer transistor 208 receives the second shared gate signal SS2 at its gate, and receives the first shared gate signal SS1 or the second shared gate signal. By selectively activating the gate signal SS2, the memory cell array 10
1 and the bit line pair BL, / BL on the word line WL1 side.
Alternatively, one of the bit line pairs BL and / BL on the WL3 side is selected.

【0055】第1の内部配線205は、ゲートがYGT
信号を受ける第3のトランスファートランジスタ209
を介して第1のデータ線60と接続され、第2の内部配
線206は、ゲートがYGT信号を受ける第3のトラン
スファートランジスタ209を介して第2のデータ線6
1と接続されている。ここで、第1のデータ線60及び
第2のデータ線61は図示されない読み出し又は書き込
み回路に接続されている。
The first internal wiring 205 has a gate of YGT.
Third transfer transistor 209 receiving a signal
And the second internal wiring 206 is connected to the second data line 6 via a third transfer transistor 209 whose gate receives the YGT signal.
1 is connected. Here, the first data line 60 and the second data line 61 are connected to a read or write circuit (not shown).

【0056】センスアンプドライバ回路21は、ゲート
がセンスアンプ駆動信号SEを受け、センスアンプ用グ
ランド電位SANをダイナミックセンスアンプグランド
電位DSGとするnMOSスイッチトランジスタ211
と、インバータ回路212により反転されたセンスアン
プ駆動信号SEを受け、センスアンプ用電源電位SAP
を装置の電源電位VDDとするpMOSスイッチトラン
ジスタ213と、互いに共有するドレインがプリチャー
ジ電源VBPと接続され、ソースがSAP用配線及びS
AN用配線とそれぞれ接続された2つのプリチャージ用
nMOSトランジスタ214と、ゲートがイコライズ信
号EQを受け、SAP用配線及びSAN用配線との互い
の電位をイコライズするイコライズ用nMOSトランジ
スタ215とから構成されている。
The sense amplifier driver circuit 21 has an nMOS switch transistor 211 whose gate receives the sense amplifier drive signal SE and sets the sense amplifier ground potential SAN to the dynamic sense amplifier ground potential DSG.
And the sense amplifier drive signal SE inverted by the inverter circuit 212 to receive the sense amplifier power supply potential SAP.
Is connected to the precharge power supply VBP, and the source is connected to the SAP wiring and S p.
It is composed of two precharge nMOS transistors 214 respectively connected to the AN wiring, and an equalizing nMOS transistor 215 whose gate receives the equalizing signal EQ and equalizes the potentials of the SAP wiring and the SAN wiring. ing.

【0057】ここで、センスアンプ回路201及びセン
スアンプドライバ回路21に入力される第1のシェアー
ドゲート信号SS1、第2のシェアードゲート信号SS
2、イコライズ信号EQ、YGT信号及びセンスアンプ
駆動信号SEはいずれも、図2に示すセンスアンプ制御
ブロック42から供給される。また、図3に示す各nM
OSトランジスタの基板には、サブスレショルドリーク
電流の低減を図るための、電位が約−1.0Vであるバ
ックゲート電位VBBが印加されている。
Here, the first shared gate signal SS1 and the second shared gate signal SS input to the sense amplifier circuit 201 and the sense amplifier driver circuit 21
2. The equalizing signal EQ, the YGT signal, and the sense amplifier drive signal SE are all supplied from the sense amplifier control block 42 shown in FIG. Each nM shown in FIG.
A back gate potential VBB having a potential of about -1.0 V is applied to the substrate of the OS transistor to reduce a sub-threshold leak current.

【0058】図4は図2示すセンスアンプグランド回路
23の具体的な回路構成を示している。図4に示すセン
スアンプグランド回路23は、ダイナミックセンスアン
プグランド電位DSGを駆動し、接地電位生成部及び閾
値電位生成部としてのDSGドライバ回路231と、接
地電位制御部としての制御信号発生回路232と、電位
補償部としてのDSG電位補償回路233とからなる。
FIG. 4 shows a specific circuit configuration of the sense amplifier ground circuit 23 shown in FIG. The sense amplifier ground circuit 23 shown in FIG. 4 drives the dynamic sense amplifier ground potential DSG, and includes a DSG driver circuit 231 as a ground potential generation unit and a threshold potential generation unit, and a control signal generation circuit 232 as a ground potential control unit. , And a DSG potential compensation circuit 233 as a potential compensation unit.

【0059】DSG電位補償回路233は、基準電位V
REFを生成する基準電位生成部としてのリファレンス
電位生成回路234、DSG電位と基準電位VREFと
の電位差を検出するDSGレベル検出回路235、DS
G電位を昇圧する際の制御信号にヒステリシス特性を持
たせるシュミットトリガー回路236、及びDSGドラ
イバ回路231に昇圧用の電流をその電流供給能力を切
替可能に供給する電流供給能力切替手段としてのDSG
プリチャージ回路237からなる。
The DSG potential compensating circuit 233 supplies the reference potential V
A reference potential generation circuit 234 as a reference potential generation unit for generating REF; a DSG level detection circuit 235 for detecting a potential difference between the DSG potential and the reference potential VREF;
A Schmitt trigger circuit 236 for giving a hysteresis characteristic to a control signal when the G potential is boosted, and a DSG as a current supply capability switching means for supplying a boosting current to the DSG driver circuit 231 so that the current supply capability can be switched.
It comprises a precharge circuit 237.

【0060】DSGドライバ回路231は、ゲート及び
ドレインがDSG電位の出力端子(DSGノード)に共
通接続された閾値電位生成用半導体素子としての第1の
nMOSトランジスタ231aと、該第1のnMOSト
ランジスタ231aと並列接続され、制御信号発生回路
232からの接地電位制御信号NSGを受けてDSG電
位を接地電位とする接地電位生成用半導体素子としての
第2のnMOSトランジスタ231bとからなる。
The DSG driver circuit 231 includes a first nMOS transistor 231a as a threshold potential generating semiconductor element having a gate and a drain commonly connected to an output terminal (DSG node) having a DSG potential, and the first nMOS transistor 231a. And a second nMOS transistor 231b as a ground potential generating semiconductor element that receives the ground potential control signal NSG from the control signal generation circuit 232 and sets the DSG potential to the ground potential.

【0061】制御信号発生回路232は、センスアンプ
駆動信号SEを受け、該センスアンプ駆動信号SEに対
して所定の遅延時間、例えば1nsの遅延時間を持つ遅
延信号を出力する遅延回路232aと、該遅延回路23
2aからの遅延信号及びセンスアンプ駆動信号SEを受
け、DSGレベル検出回路235を活性化する検出回路
制御信号NAMPを出力するNAND回路232bと、
遅延回路232aからの出力信号を受け、受けた信号を
反転させてなる接地電位制御信号NSGを出力するイン
バータ回路232cとからなる。
The control signal generation circuit 232 receives the sense amplifier drive signal SE, and outputs a delay signal having a predetermined delay time, for example, a 1 ns delay time with respect to the sense amplifier drive signal SE; Delay circuit 23
A NAND circuit 232b which receives the delay signal from 2a and the sense amplifier drive signal SE and outputs a detection circuit control signal NAMP for activating the DSG level detection circuit 235;
An inverter circuit 232c that receives an output signal from the delay circuit 232a and outputs a ground potential control signal NSG obtained by inverting the received signal.

【0062】リファレンス電位生成回路234は、電流
源であって、ゲートが接地され、ソースが電源電位VD
Dを受け、ドレインが出力端子となるpMOSトランジ
スタ234aと、ゲート及びドレインがpMOSトラン
ジスタ234aのドレインと共通接続され、基準電位V
REFを生成して出力する第1のnMOSトランジスタ
234bと、ドレインが第1のnMOSトランジスタ2
34bのソースと接続され、ゲートがセンスアンプ駆動
信号SEを受け、ソースが接地され、基準電位VREF
の生成を制御する第2のnMOSトランジスタ234c
とからなる。ここで、pMOSトランジスタ234aの
トランジスタサイズは、第1及び第2のnMOSトラン
ジスタ234b,234cのトランジスタサイズよりも
小さい。
The reference potential generation circuit 234 is a current source, the gate is grounded, and the source is the power supply potential VD.
D, the drain and the drain of the pMOS transistor 234a are commonly connected to the pMOS transistor 234a having an output terminal, and the reference potential V
A first nMOS transistor 234b for generating and outputting REF, and a drain connected to the first nMOS transistor 2
34b, the gate receives the sense amplifier drive signal SE, the source is grounded, and the reference potential VREF
NMOS transistor 234c for controlling generation of
Consists of Here, the transistor size of the pMOS transistor 234a is smaller than the transistor size of the first and second nMOS transistors 234b and 234c.

【0063】DSGレベル検出回路235は、ゲートが
制御信号発生回路232からの検出回路制御信号NAM
Pを受け、電流源となる第1のpMOSトランジスタ2
35aと、ソースが第1のpMOSトランジスタ235
aのドレインと接続され、ゲートが基準電位VREFを
受けるpMOSトランジスタからなる第1の駆動トラン
ジスタ235bと、ソースが第1のpMOSトランジス
タ235aのドレインと接続され、ゲートがDSG電位
を受けるpMOSトランジスタからなる第2の駆動トラ
ンジスタ235cと、ゲート及びドレインが第1の駆動
トランジスタのドレインと共通接続され、ソースが接地
された第1のnMOSトランジスタ235dと、ゲート
が第1のnMOSトランジスタ235dと共有され、ド
レインが第2の駆動トランジスタ235cのドレインと
共通接続され、ソースが接地された第2のnMOSトラ
ンジスタ235eとからなる差動増幅回路を有してい
る。ここで、第1のnMOSトランジスタ235d及び
第2のnMOSトランジスタ235eは、いわゆるカレ
ントミラー回路を構成しており、第2の駆動トランジス
タ235c及び第2のnMOSトランジスタ235eの
共通ドレインからは出力信号AMPOが出力される。さ
らに、DSGレベル検出回路235は、ゲートが検出回
路制御信号NAMPを受け、受けた検出回路制御信号N
AMPがハイレベルのとき、すなわち差動増幅器が非活
性状態のときに、出力信号AMPOをローレベルに固定
する第3のnMOSトランジスタ235fを有してい
る。
The gate of the DSG level detection circuit 235 is a detection circuit control signal NAM from the control signal generation circuit 232.
A first pMOS transistor 2 receiving P and serving as a current source
35a and the source is the first pMOS transistor 235
a first drive transistor 235b having a gate connected to the drain of the first pMOS transistor 235a and having a gate receiving the DSG potential, and a first drive transistor 235b having a gate receiving the reference potential VREF. The second drive transistor 235c, a gate and a drain are commonly connected to the drain of the first drive transistor, and a source is grounded. The first nMOS transistor 235d is grounded, and a gate is shared with the first nMOS transistor 235d. Are connected in common with the drain of the second drive transistor 235c, and the second nMOS transistor 235e whose source is grounded has a differential amplifier circuit. Here, the first nMOS transistor 235d and the second nMOS transistor 235e form a so-called current mirror circuit, and an output signal AMPO is output from a common drain of the second drive transistor 235c and the second nMOS transistor 235e. Is output. Further, the DSG level detection circuit 235 has a gate receiving the detection circuit control signal NAMP and receiving the detection circuit control signal NAMP.
A third nMOS transistor 235f for fixing the output signal AMPO to a low level when AMP is at a high level, that is, when the differential amplifier is in an inactive state, is provided.

【0064】このように構成された差動増幅器は、ロー
レベルの検出回路制御信号NAMPを受けて活性化され
ると、基準電位VREFとDSG電位との電位差を検出
する比較回路として機能し、比較した結果である出力電
位が出力信号AMPOとして出力される。
When activated in response to the low-level detection circuit control signal NAMP, the differential amplifier configured as described above functions as a comparison circuit for detecting the potential difference between the reference potential VREF and the DSG potential. The output potential resulting from the above operation is output as an output signal AMPO.

【0065】シュミットトリガー回路236は、入力端
子がDSGレベル検出回路235からの出力信号AMP
Oを受け、該出力信号AMPOの極性が反転されてなる
検出信号DETを出力する第1のpMOSトランジスタ
236a及び第1のnMOSトランジスタ236bから
なる第1のインバータ回路と、入力端子が検出信号DE
Tを受け、該検出信号DETの極性が反転されてなるト
リガー出力信号PSGを出力する第2のpMOSトラン
ジスタ236c及び第2のnMOSトランジスタ236
dからなる第2のインバータ回路と、ソースが電源電位
VDDと接続され、ドレインが第1のインバータ回路の
出力端子及び第2のインバータ回路の入力端子の間に接
続され、ゲートが第2のインバータ回路の出力端子に接
続された第3のpMOSトランジスタ236eとを有し
ている。この第3のpMOSトランジスタ236eによ
る帰還作用により、検出信号DETとトリガー出力信号
PSGとの反転動作が遅れるため、トリガー出力信号P
SGにはヒステリシス特性が付与される。
An input terminal of the Schmitt trigger circuit 236 is an output signal AMP from the DSG level detection circuit 235.
O, a first inverter circuit including a first pMOS transistor 236a and a first nMOS transistor 236b for outputting a detection signal DET obtained by inverting the polarity of the output signal AMPO;
T, the second pMOS transistor 236c and the second nMOS transistor 236 that output a trigger output signal PSG obtained by inverting the polarity of the detection signal DET.
d, a source connected to the power supply potential VDD, a drain connected between an output terminal of the first inverter circuit and an input terminal of the second inverter circuit, and a gate connected to the second inverter circuit. A third pMOS transistor 236e connected to the output terminal of the circuit. The feedback operation of the third pMOS transistor 236e delays the inversion operation of the detection signal DET and the trigger output signal PSG, so that the trigger output signal P
A hysteresis characteristic is given to SG.

【0066】通常の動作時においては、DSGレベル検
出回路235からの出力信号AMPOのハイレベルの電
位が電源電位VDDにまで達しないため、第1のインバ
ータ回路の貫通電流を低減する必要があるので、第1の
pMOSトランジスタ236aのトランジスタサイズ
は、第1のnMOSトランジスタ236bのトランジス
タサイズよりも小さい。
In a normal operation, the high-level potential of the output signal AMPO from the DSG level detection circuit 235 does not reach the power supply potential VDD, so that it is necessary to reduce the through current of the first inverter circuit. The transistor size of the first pMOS transistor 236a is smaller than the transistor size of the first nMOS transistor 236b.

【0067】DSGプリチャージ回路237は、それぞ
れが、一方の入力端子にトリガー出力信号PSGを受
け、他方の入力端子に外部から入力される第1のメモリ
容量指定信号MEM0、第2のメモリ容量指定信号ME
M1及び第3のメモリ容量指定信号MEM2をこの順に
受ける第1のNAND回路237a、第2のNAND回
路237b及び第3のNAND回路237cを有してい
る。さらに、それぞれ、ソースが電源電位VDDを受
け、ドレインがDSG電位を出力し、ゲートが第1〜第
3のNAND回路237a〜237cの出力をこの順に
対応して受けることにより選択的に活性化される、第1
のpMOSトランジスタ237d、第2のpMOSトラ
ンジスタ237e及び第3のpMOSトランジスタ23
7fを有している。
Each of the DSG precharge circuits 237 receives a trigger output signal PSG at one input terminal, and receives a first memory capacity designating signal MEM0 and a second memory capacity designating signal inputted from the outside at the other input terminal. Signal ME
It has a first NAND circuit 237a, a second NAND circuit 237b, and a third NAND circuit 237c that receive M1 and the third memory capacity designation signal MEM2 in this order. Furthermore, the source is selectively activated by receiving the power supply potential VDD, the drain outputting the DSG potential, and the gate receiving the outputs of the first to third NAND circuits 237a to 237c in this order. First
PMOS transistor 237d, second pMOS transistor 237e, and third pMOS transistor 23
7f.

【0068】本実施形態においては、DSGドライバ回
路231における第1のnMOSトランジスタ231a
及び第2のnMOSトランジスタ231bの基板には、
サブスレショルドリーク電流の低減を図るため、電位が
約−1.0Vであるバックゲート電位VBBが印加され
ており、これにより、サブスレショルドリーク電流に起
因するDSG電位の低下を抑制している。
In the present embodiment, the first nMOS transistor 231a in the DSG driver circuit 231
And the substrate of the second nMOS transistor 231b includes:
In order to reduce the sub-threshold leak current, a back gate potential VBB having a potential of about -1.0 V is applied, thereby suppressing a decrease in the DSG potential caused by the sub-threshold leak current.

【0069】また、リファレンス電位生成回路234に
おいて、基準電位VREFがDSG電位とほぼ同等の電
位となるように、第1のnMOSトランジスタ234b
の基板にも同等のバックゲート電位VBBが印加されて
いる。
In the reference potential generation circuit 234, the first nMOS transistor 234b is set such that the reference potential VREF becomes substantially equal to the DSG potential.
The same back gate potential VBB is also applied to the substrate.

【0070】ここで、DSGレベル検出回路235、シ
ュミットトリガー回路236及びDSGプリチャージ回
路237の各回路の動作について図5に示す特性曲線を
参照しながら説明する。
Here, the operation of each of the DSG level detection circuit 235, the Schmitt trigger circuit 236, and the DSG precharge circuit 237 will be described with reference to the characteristic curves shown in FIG.

【0071】まず、DSGレベル検出回路235は、D
SG電位と基準電位VREFとの電位差を検出して比較
する比較回路であって、DSG電位が基準電位VREF
と比べて、低いときにはハイレベルの出力信号AMPO
を出力し、高いときにはローレベルの出力信号AMPO
を出力する。DSG電位が基準電位VREFと近い電位
で推移する場合には、出力信号AMPOは電源電位VD
Dと接地電位VSSとの中間電位となる。
First, the DSG level detection circuit 235
A comparison circuit for detecting and comparing the potential difference between the SG potential and the reference potential VREF, wherein the DSG potential is equal to the reference potential VREF.
When the output signal AMPO is high,
And outputs a low-level output signal AMPO when high.
Is output. When the DSG potential changes at a potential close to the reference potential VREF, the output signal AMPO becomes the power supply potential VD
It becomes an intermediate potential between D and the ground potential VSS.

【0072】次に、シュミットトリガー回路236は、
第3のpMOSトランジスタ236eを介した帰還作用
によるヒステリシス特性を有し、DSGレベル検出回路
235からの出力信号AMPOを受け、該出力信号AM
POの立ち上がりと立ち下がりとに対してそれぞれ異な
る閾値を有するトリガー出力信号PSGを出力する。
Next, the Schmitt trigger circuit 236
It has a hysteresis characteristic due to the feedback action via the third pMOS transistor 236e, receives the output signal AMPO from the DSG level detection circuit 235, and receives the output signal AMPO.
A trigger output signal PSG having different threshold values for the rising and falling edges of PO is output.

【0073】次に、DSGプリチャージ回路237は、
トリガー出力信号PSGを受け、受けたトリガー出力信
号PSGにより複数の電流源となる第1〜第3のpMO
Sトランジスタ237d〜237fのうちの少なくとも
1つを活性化させてDSG電位を補償(プリチャージ)
する。
Next, the DSG precharge circuit 237
The first to third pMOs that receive a trigger output signal PSG and become a plurality of current sources by the received trigger output signal PSG
Activate at least one of S transistors 237d to 237f to compensate for DSG potential (precharge)
I do.

【0074】図5に示すように、これらの回路により、
例えばDSG電位が接地電位VSSであった場合に、D
SGレベル検出回路235の出力信号AMPOとシュミ
ットトリガー回路236のトリガー出力信号PSGとが
ハイレベルとなるためDSG電位が上昇する。このDS
G電位がDSGドライバ回路231の第1のnMOSト
ランジスタ231aの閾値電位とほぼ等しい電位である
第1の閾値電位VTN1にまで上昇すると、DSGプリ
チャージ回路237のプリチャージ動作は停止する。
As shown in FIG. 5, by these circuits,
For example, when the DSG potential is the ground potential VSS,
Since the output signal AMPO of the SG level detection circuit 235 and the trigger output signal PSG of the Schmitt trigger circuit 236 become high level, the DSG potential rises. This DS
When the G potential rises to the first threshold potential VTN1, which is substantially equal to the threshold potential of the first nMOS transistor 231a of the DSG driver circuit 231, the precharge operation of the DSG precharge circuit 237 stops.

【0075】逆に、リーク電流等により、DSG電位が
第1の閾値電位VTN1よりも高い状態から低下する場
合には、DSG電位が第1の閾値電位VTN1よりも低
い第2の閾値電位VTN2まで下がった時点で、DSG
プリチャージ回路237によりプリチャージ動作が開始
され、DSG電位を第1の閾値電位VTN1にまで上昇
させる。
On the other hand, when the DSG potential decreases from a state higher than the first threshold potential VTN1 due to a leak current or the like, the DSG potential changes to a second threshold potential VTN2 lower than the first threshold potential VTN1. At the time of drop, DSG
The precharge operation is started by the precharge circuit 237, and the DSG potential is raised to the first threshold potential VTN1.

【0076】以下、前記のように構成された半導体記憶
装置の動作について図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, the operation of the semiconductor memory device configured as described above will be described with reference to the drawings.

【0077】図6は本実施形態に係る半導体記憶装置で
あるDRAMのタイミングチャートを示している。ここ
では、図3に示すメモリセル51のうち、ローレベルが
書き込まれたメモリセルAのデータを読み出す場合のセ
ンスアンプ回路201及びセンスアンプグランド回路2
3の動作について説明する。本実施形態に係るDRAM
は、外部から入力されるRAS(ロウアドレスストロー
ブ)信号に同期した内部ストローブ信号/RASを図2
に示すロウデコーダ40及びセンスアンプ制御ブロック
42の起動信号として用いる。
FIG. 6 is a timing chart of the DRAM which is the semiconductor memory device according to the present embodiment. Here, of the memory cells 51 shown in FIG. 3, the sense amplifier circuit 201 and the sense amplifier ground circuit 2 for reading data of the memory cell A in which the low level is written are read.
Operation 3 will be described. DRAM according to the present embodiment
FIG. 2 shows an internal strobe signal / RAS synchronized with an externally input RAS (row address strobe) signal.
Are used as activation signals for the row decoder 40 and the sense amplifier control block 42 shown in FIG.

【0078】まず、図6に示す第1の期間T1におい
て、内部ストローブ信号/RASがハイレベル状態であ
って、DRAMのプリチャージ期間に相当する。このプ
リチャージ期間中は第1のシェアードゲート信号SS1
及び第2のシェアード信号SS2が共にハイレベルであ
るため、図3に示す第1のトランスファートランジスタ
207及び第2のトランスファートランジスタ208が
共にオン状態となるので、センスアンプ201の両側部
から外側に延びるビット線対BL,/BL同士が電気的
に接続される。
First, in a first period T1 shown in FIG. 6, the internal strobe signal / RAS is at a high level, which corresponds to a DRAM precharge period. During this precharge period, the first shared gate signal SS1
Since both the first and second shared signals SS2 and SS2 are at the high level, both the first transfer transistor 207 and the second transfer transistor 208 shown in FIG. 3 are turned on, and extend outward from both sides of the sense amplifier 201. Bit line pairs BL and / BL are electrically connected to each other.

【0079】また、イコライズ信号EQもハイレベルで
あるため、センスアンプ回路201のプリチャージ用n
MOSトランジスタ203及びイコライズ用nMOSト
ランジスタ204がオン状態となるので、各ビット線対
BL,/BLはプリチャージ電位VBPにプリチャージ
される。同様に、センスアンプドライバ回路21におい
ても、プリチャージ用nMOSトランジスタ214及び
イコライズ用nMOSトランジスタ215がオン状態で
あり、且つ、センスアンプ駆動信号SEがローレベルの
非活性状態であるため、nMOSスイッチトランジスタ
211及びpMOSスイッチトランジスタ213は共に
オフ状態であり、センスアンプ用電源電位SAP及びセ
ンスアンプ用グランド電位SANは共にプリチャージ電
位VBPにプリチャージされる。
Further, since the equalizing signal EQ is also at the high level, the precharge n
Since the MOS transistor 203 and the equalizing nMOS transistor 204 are turned on, each bit line pair BL, / BL is precharged to the precharge potential VBP. Similarly, also in the sense amplifier driver circuit 21, the precharge nMOS transistor 214 and the equalization nMOS transistor 215 are in the ON state and the sense amplifier drive signal SE is in the low level inactive state. Both the 211 and the pMOS switch transistor 213 are off, and the power supply potential SAP for sense amplifier and the ground potential SAN for sense amplifier are both precharged to the precharge potential VBP.

【0080】一方、図4に示すセンスアンプグランド回
路23において、センスアンプ駆動信号SEがローレベ
ル状態であるため、制御信号発生回路232からの接地
電位制御信号NSGがハイレベルとなり、ダイナミック
センスアンプグランド電位DSGは、オン状態にある第
2のnMOSトランジスタ231bによって第1の電位
である接地電位と短絡される。
On the other hand, in the sense amplifier ground circuit 23 shown in FIG. 4, since the sense amplifier drive signal SE is at the low level, the ground potential control signal NSG from the control signal generation circuit 232 goes to the high level, The potential DSG is short-circuited to the first potential, the ground potential, by the second nMOS transistor 231b in the ON state.

【0081】リファレンス電位生成回路234におい
て、第2のnMOSトランジスタ234cはセンスアン
プ駆動信号SEのローレベルによりオフ状態であるた
め、基準電位VREFは、ほぼ電源電位VDDとなる。
In the reference potential generation circuit 234, since the second nMOS transistor 234c is in the off state due to the low level of the sense amplifier drive signal SE, the reference potential VREF becomes almost the power supply potential VDD.

【0082】また、制御信号発生回路232からの検出
回路制御信号NAMPがハイレベルであるため、DSG
レベル検出回路235の差動増幅器は非活性状態とな
り、さらに、オン状態の第3のnMOSトランジスタ2
35fにより、出力信号AMPOがローレベルに固定さ
れる。このローレベルの出力信号AMPOによりトリガ
ー出力信号PSGもローレベルとなるので、第1〜第3
のpMOSトランジスタ237d〜237fはすべてオ
フ状態となる。
Since the detection circuit control signal NAMP from the control signal generation circuit 232 is at a high level, DSG
The differential amplifier of the level detection circuit 235 becomes inactive, and furthermore, the third nMOS transistor 2 in the ON state
By 35f, the output signal AMPO is fixed at a low level. Since the trigger output signal PSG also becomes low level by the low level output signal AMPO, the first to third signals are output.
All pMOS transistors 237d to 237f are turned off.

【0083】このように、第1の期間T1に示すプリチ
ャージ期間において、センスアンプグランド回路23
は、ダイナミックセンスアンプグランド電位DSGを接
地電位とし、その上、制御信号発生回路232、リファ
レンス電位生成回路234、DSGレベル検出回路23
5、シュミットトリガー回路236及びDSGプリチャ
ージ回路237のいずれにも定常的な電流が流れないた
め、電流の消費が行なわれない。
As described above, in the precharge period shown in the first period T1, the sense amplifier ground circuit 23
Sets the dynamic sense amplifier ground potential DSG to the ground potential, and further sets the control signal generation circuit 232, the reference potential generation circuit 234, and the DSG level detection circuit 23
5. Since a steady current does not flow through any of the Schmitt trigger circuit 236 and the DSG precharge circuit 237, no current is consumed.

【0084】次に、第2の期間T2の動作について説明
する。
Next, the operation in the second period T2 will be described.

【0085】図6に示すように、時刻taにおいて内部
ストローブ信号/RASがハイレベルからローレベルに
遷移し、所定時間後の時刻tbにおいて、例えば第2の
シェアードゲート信号SS2がハイレベルからローレベ
ルに遷移することにより、図3に示す第2のトランスフ
ァートランジスタ208がオフ状態となる。このよう
に、第1又は第2のシェアードゲート信号SS1,SS
2は、プリチャージ期間以外のタイミングで、センスア
ンプ回路201に対して該センスアンプ回路201の両
側部から延びるビット線対BL,/BLのうちのいずれ
か一方の接続を開放する制御を行なう。
As shown in FIG. 6, at time ta, internal strobe signal / RAS transitions from high level to low level, and at time tb after a predetermined time, for example, second shared gate signal SS2 changes from high level to low level. , The second transfer transistor 208 shown in FIG. 3 is turned off. Thus, the first or second shared gate signal SS1, SS
2 controls the sense amplifier circuit 201 to open one of the bit line pairs BL and / BL extending from both sides of the sense amplifier circuit 201 at a timing other than the precharge period.

【0086】さらに、時刻tbにおいて、イコライズ信
号EQがハイレベルからローレベルに遷移するため、ビ
ット線対BL,/BL同士のプリチャージ動作、及びセ
ンスアンプ用電源電位SAPとセンスアンプ用グランド
電位SANとの間のプリチャージ動作が停止する。
Further, at time tb, since equalizing signal EQ transitions from high level to low level, the precharging operation between bit lines BL and / BL, the power supply potential SAP for sense amplifier and the ground potential SAN for sense amplifier are performed. The precharge operation between and stops.

【0087】次に、時刻tbから所定時間後の時刻tc
において、図3に示す複数のワード線WLnのうち、図
2に示すロウデコーダ40によりワード線WL1が選択
されて該ワード線WL1の電位がローレベルからハイレ
ベルに遷移すると、メモリセルAのメモリセルトランジ
スタ51aがオン状態となって、ビット相補線/BLと
メモリセルキャパシタ51bとの間で蓄積電荷量の電荷
再配分が行なわれる。
Next, at time tc, which is a predetermined time after time tb,
3, when the word line WL1 is selected from the plurality of word lines WLn shown in FIG. 3 by the row decoder 40 shown in FIG. 2 and the potential of the word line WL1 transitions from a low level to a high level, the memory of the memory cell A Cell transistor 51a is turned on, and charge redistribution of the accumulated charge is performed between bit complementary line / BL and memory cell capacitor 51b.

【0088】本実施形態においては、メモリセルAにロ
ーレベルを保持している場合を想定しているため、この
ビット相補線/BLの電位はワード線WL1が選択され
た後に、プリチャージ電位VBPよりも若干低い電位で
安定する。また、図2に示すワード線駆動用のワード線
ドライバ41はワード線WLnの昇圧を行なわないた
め、ワード線WL1のハイレベルは電源電位VDDと等
しい。時刻tcにおいては、センスアンプ駆動信号SE
がローレベルであるため、DSG電位は接地電位VSS
と短絡されたままである。
In the present embodiment, it is assumed that the memory cell A holds a low level. Therefore, the potential of the bit complementary line / BL becomes the precharge potential VBP after the word line WL1 is selected. Stabilizes at a slightly lower potential than Further, since the word line driver 41 for driving the word line shown in FIG. 2 does not boost the word line WLn, the high level of the word line WL1 is equal to the power supply potential VDD. At time tc, sense amplifier drive signal SE
Is low level, the DSG potential is equal to the ground potential VSS.
And remain short-circuited.

【0089】次に、第3の期間T3の動作について説明
する。
Next, the operation in the third period T3 will be described.

【0090】時刻tcから所定時間後の時刻tdにおい
て、センスアンプ駆動信号SEがローレベルからハイレ
ベルに遷移すると、図3に示すセンスアンプドライバ回
路21のnMOSスイッチトランジスタ211及びpM
OSスイッチトランジスタ213が共にオン状態とな
る。その結果、センスアンプドライバ回路21の2本の
駆動線のうち、SAP用配線にはpMOSスイッチトラ
ンジスタ213を介して電源電位VDDが供給されると
共に、SAN用配線にはnMOSスイッチトランジスタ
211を介してDSG電位が供給されるため、2組のp
MOSトランジスタ202p及びnMOSトランジスタ
202nにより構成されるセンスアンプ回路201が活
性化され、これにより、ビット線対BL,/BL間に生
じている微小な初期電位差が増幅される。
At time td, which is a predetermined time after time tc, when sense amplifier drive signal SE changes from low level to high level, nMOS switch transistor 211 and pM switch of sense amplifier driver circuit 21 shown in FIG.
The OS switch transistors 213 are both turned on. As a result, of the two drive lines of the sense amplifier driver circuit 21, the power supply potential VDD is supplied to the SAP wiring via the pMOS switch transistor 213, and the power supply potential VDD is supplied to the SAN wiring via the nMOS switch transistor 211. Since the DSG potential is supplied, two sets of p
The sense amplifier circuit 201 constituted by the MOS transistor 202p and the nMOS transistor 202n is activated, and thereby a small initial potential difference generated between the pair of bit lines BL and / BL is amplified.

【0091】また、図4に示すリファレンス電位生成回
路234の第2のnMOSトランジスタ234cは、セ
ンスアンプ駆動信号SEの活性化によってオン状態とな
る。これにより、第2のnMOSトランジスタ234c
と比べて電流駆動能力が小さいpMOSトランジスタ2
34aによってハイレベルに固定されていた基準電位V
REFは、第2のnMOSトランジスタ234cの閾値
電位(=VTN3)にまで低下する。このとき、図6に
示すように、DSG電位は、複数のセンスアンプ回路2
01が同時に活性化されることにより瞬間的にDSGノ
ードに対して大きな電流が流れ込むため、接地電位VS
Sから若干の電圧上昇を示す。
The second nMOS transistor 234c of the reference potential generation circuit 234 shown in FIG. 4 is turned on by the activation of the sense amplifier drive signal SE. As a result, the second nMOS transistor 234c
PMOS transistor 2 having a lower current driving capability than
34a, the reference potential V fixed at the high level
REF falls to the threshold potential (= VTN3) of the second nMOS transistor 234c. At this time, as shown in FIG.
01 are activated at the same time, a large current instantaneously flows into the DSG node.
A slight voltage rise from S is shown.

【0092】次に、時刻tdから、図4に示す制御信号
発生回路232の遅延回路232aが持つ遅延時間の1
ns経過した後の時刻teにおいて、内部制御信号NS
Gがハイレベルからローレベルに遷移するため、DSG
ドライバ回路231の第2のnMOSトランジスタ23
1bがオフ状態となる。このとき、NAND回路232
bから出力される検出回路制御信号NAMPがハイレベ
ルからローレベルに遷移することにより、DSGレベル
検出回路235における第3のnMOSトランジスタ2
35fがオフ状態となる一方、第1のpMOSトランジ
スタ235aがオン状態となるため、DSGレベル検出
回路235が活性化される。
Next, from time td, one of the delay times of the delay circuit 232a of the control signal generation circuit 232 shown in FIG.
ns, the internal control signal NS
Since G transitions from high level to low level, DSG
Second nMOS transistor 23 of driver circuit 231
1b is turned off. At this time, the NAND circuit 232
b changes from the high level to the low level, thereby causing the third nMOS transistor 2 in the DSG level detection circuit 235 to change.
Since 35f is turned off and the first pMOS transistor 235a is turned on, the DSG level detection circuit 235 is activated.

【0093】次に、第3の期間T3における時刻teか
ら時刻tfの間の期間において、活性化されたDSGレ
ベル検出回路235が、基準電位VREFとDSG電位
とを比較する。時刻teの直後は、DSG電位がVRE
F電位よりも低いため、DSGレベル検出回路235の
出力信号AMPOがハイレベルとなると共に、シュミッ
トトリガー回路236を介してトリガー出力信号PSG
がハイレベルとなるため、DSGプリチャージ回路23
7は、DSGノードに対してプリチャージ電流の供給し
始める。その結果、このプリチャージ電流とセンスアン
プ回路201から流れ込む電流とによって、DSG電位
は速やかに上昇する。このとき、第1〜第3のメモリ容
量指定信号MEM0〜MEM2のうちの少なくとも1つ
はオン状態にある。
Next, during the period from time te to time tf in the third period T3, the activated DSG level detection circuit 235 compares the reference potential VREF with the DSG potential. Immediately after time te, the DSG potential becomes VRE.
Since the potential is lower than the F potential, the output signal AMPO of the DSG level detection circuit 235 goes high, and the trigger output signal PSG is output via the Schmitt trigger circuit 236.
Becomes high level, the DSG precharge circuit 23
7 starts supplying the precharge current to the DSG node. As a result, the DSG potential quickly rises due to the precharge current and the current flowing from the sense amplifier circuit 201. At this time, at least one of the first to third memory capacity designation signals MEM0 to MEM2 is in the ON state.

【0094】次に、第4の期間T4の動作について説明
する。
Next, the operation in the fourth period T4 will be described.

【0095】時刻tfにおいて、DSG電位が第1の閾
値電位VTN1を超えて上昇すると、トリガー出力信号
PSGがローレベルとなるため、DSGプリチャージ回
路237からの電流供給が停止する。また、この時点で
ビット相補線/BLの電位がDSG電位とほぼ同程度に
下がっているため、センスアンプ回路201からDSG
ノードに流れ込む電流量が少なくなるので、DSG電位
の上昇は第2の電位である第1の閾値電位VTN1の近
傍で停止する。
At time tf, when the DSG potential rises above the first threshold potential VTN1, the trigger output signal PSG goes low, and the current supply from the DSG precharge circuit 237 stops. At this time, the potential of the bit complementary line / BL has fallen to substantially the same level as the DSG potential.
Since the amount of current flowing into the node decreases, the rise of the DSG potential stops near the first threshold potential VTN1, which is the second potential.

【0096】ここで、第1の閾値電位VTN1の値は、
シュミットトリガー回路236において、DSGドライ
バ回路231の第1のnMOSトランジスタ231aの
閾値とほぼ同一となるように設定されており、時刻tf
以後のDSG電位は、この第1のnMOSトランジスタ
231aのクランプ作用によって第1の閾値電位VTN
1付近の電位に保持される。
Here, the value of the first threshold potential VTN1 is
In the Schmitt trigger circuit 236, the threshold value is set to be substantially equal to the threshold value of the first nMOS transistor 231a of the DSG driver circuit 231, and at time tf
The DSG potential thereafter becomes the first threshold potential VTN by the clamping action of the first nMOS transistor 231a.
It is kept at a potential near 1.

【0097】さらに、第4の期間T4において、いった
ん第1の閾値電位VTN1にまで上昇したDSG電位
は、その後、第1のnMOSトランジスタ231aのサ
ブスレショルドリーク電流によって徐々にその電位が低
下する。従って、DSG電位が第2の閾値電位VTN2
よりも低くなると、DSGレベル検出回路235がこの
低下したDSG電位を検出し、再度、DSGプリチャー
ジ回路237を活性化させてDSG電位を第1の閾値電
位VTN1にまで昇圧する動作を行なう。この昇圧動作
は第4の期間T4に間欠的に繰り返されるため、DSG
電位は第2の閾値電位VTN2と第1の閾値電位VTN
1との間の電位に保たれる。
Further, in the fourth period T4, the DSG potential once increased to the first threshold potential VTN1 then gradually decreases due to the sub-threshold leakage current of the first nMOS transistor 231a. Therefore, the DSG potential becomes the second threshold potential VTN2
If it becomes lower, the DSG level detection circuit 235 detects the lowered DSG potential, activates the DSG precharge circuit 237 again, and performs an operation of boosting the DSG potential to the first threshold potential VTN1. This step-up operation is intermittently repeated in the fourth period T4, so that the DSG
The potentials are the second threshold potential VTN2 and the first threshold potential VTN
1 is maintained.

【0098】また、センスアンプ回路201がビット線
対BL,/BL間の電位差を増幅する増幅動作を完了す
ることにより、低電位側のビット相補線/BLの電位
は、センスアンプ用グランド電位SAN、すなわちDS
G電位と同等となり、第2の閾値電位VTN2と第1の
閾値電位VTN1との間の電位となる。一方、高電位側
のビット線BLの電位は、SAP用配線から供給される
VDD電位に対して、第1のトランスファートランジス
タ207の閾値電位分だけ降下した電位となる。
When the sense amplifier circuit 201 completes the amplifying operation of amplifying the potential difference between the pair of bit lines BL and / BL, the potential of the bit complementary line / BL on the lower potential side becomes the sense amplifier ground potential SAN. , Ie DS
The potential becomes equal to the G potential and becomes a potential between the second threshold potential VTN2 and the first threshold potential VTN1. On the other hand, the potential of the bit line BL on the high potential side is a potential lower than the VDD potential supplied from the SAP wiring by the threshold potential of the first transfer transistor 207.

【0099】次に、第5の期間T5の動作について説明
する。
Next, the operation in the fifth period T5 will be described.

【0100】第4の期間T4の終了間際において、内部
ストローブ信号/RASがローレベルからハイレベルに
遷移し、その後の時刻tgにおいて、ワード線信号WL
1がハイレベルからローレベルに遷移し、メモリセルト
ランジスタ51aがオフ状態となると、該メモリセルト
ランジスタ51aを介して電気的に接続状態であったビ
ット相補線/BLとメモリセルキャパシタ51bとの間
の電気的な接続関係が絶たれるため、時刻tgにおける
ビット相補線/BLの電位がメモリセルAの記憶電位と
して保持される。
Immediately before the end of fourth period T4, internal strobe signal / RAS transitions from low level to high level, and at time tg thereafter, word line signal WL
When 1 transitions from the high level to the low level and the memory cell transistor 51a is turned off, the bit line / BL electrically connected via the memory cell transistor 51a and the memory cell capacitor 51b are connected. Is disconnected, the potential of bit complementary line / BL at time tg is held as the storage potential of memory cell A.

【0101】本実施形態のように、ビット相補線/BL
がビット線対BL,/BLの低電圧側であると、メモリ
セルAの記憶電位は時刻tgにおけるDSG電位と等し
くなり、従って、第2の閾値電位VTN2と第1の閾値
電位VTN1との間の電位となる。
As in the present embodiment, bit complementary line / BL
Is on the low voltage side of the pair of bit lines BL and / BL, the storage potential of the memory cell A becomes equal to the DSG potential at the time tg, and therefore the potential between the second threshold potential VTN2 and the first threshold potential VTN1 is Potential.

【0102】次に、時刻tgから所定時間後の時刻th
において、センスアンプ駆動信号SEがハイレベルから
ローレベルに遷移する。これにより、図4に示すリファ
レンス電位生成回路234の第2のnMOSトランジス
タ234cがオフ状態となり、基準電位VREFはpM
OSトランジスタ234aを介して流れ込む電流によっ
て電源電位VDDに昇圧される。
Next, at the time th after a predetermined time from the time tg,
, The sense amplifier drive signal SE changes from the high level to the low level. Thereby, the second nMOS transistor 234c of the reference potential generation circuit 234 shown in FIG. 4 is turned off, and the reference potential VREF becomes pM
The voltage is boosted to the power supply potential VDD by a current flowing through the OS transistor 234a.

【0103】同時に、制御信号発生回路232からの検
出回路制御信号NAMPがローレベルからハイレベルに
遷移するため、DSGレベル検出回路235が非活性状
態となる。
At the same time, since the detection circuit control signal NAMP from the control signal generation circuit 232 transitions from the low level to the high level, the DSG level detection circuit 235 becomes inactive.

【0104】次に、時刻thから所定時間後の時刻ti
において、第2のシェアードゲート信号SS2がローレ
ベルからハイレベルに遷移するため、図3に示す第2の
トランスファートランジスタ208がオン状態となる。
このとき、イコライズ信号EQもローレベルからハイレ
ベルに遷移するため、ビット線対BL,/BLはプリチ
ャージ電位VBPにプリチャージされると共に、SAN
用配線及びSAP用配線もプリチャージ電位VBPにプ
リチャージされる。
Next, at time ti, which is a predetermined time after time th,
, The second shared gate signal SS2 transitions from the low level to the high level, so that the second transfer transistor 208 shown in FIG. 3 is turned on.
At this time, since the equalizing signal EQ also transits from the low level to the high level, the bit line pair BL, / BL is precharged to the precharge potential VBP and the SAN
The wiring for SAP and the wiring for SAP are also precharged to the precharge potential VBP.

【0105】次に、第6の期間T6の動作について説明
する。
Next, the operation in the sixth period T6 will be described.

【0106】時刻thから1nsの経過後の時刻tjに
おいて、図4に示す接地電位制御信号NSGがハイレベ
ルからローレベルに遷移する。これにより、DSGドラ
イバ回路231の第2のnMOSトランジスタ231b
がオン状態となり、DSG電位が接地電位VSSとなる
ため、これまでDSG電位配線に蓄積されていた電荷は
接地電位側に引き抜かれる。この後の第6の期間T6に
おける回路の動作状態は、前述した第1の期間T1にお
ける動作状態と同様である。
At time tj after a lapse of 1 ns from time th, ground potential control signal NSG shown in FIG. 4 transitions from high level to low level. Thereby, the second nMOS transistor 231b of the DSG driver circuit 231
Is turned on, and the DSG potential becomes the ground potential VSS, so that the charges that have been accumulated on the DSG potential wiring are extracted to the ground potential side. The operation state of the circuit in the subsequent sixth period T6 is the same as the operation state in the first period T1 described above.

【0107】以下、本実施形態に係る半導体記憶装置の
動作状態に合わせて、動的に変化するDSG電位の効果
を説明する。
Hereinafter, the effect of the DSG potential that dynamically changes in accordance with the operation state of the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described.

【0108】図7(a)及び(b)は本実施形態に係る
ダイナミックセンスアンプグランド(DSG)電位の変
化の様子を表わすグラフであって、(a)は比較用にD
SG電位を接地電位に固定した場合を表わし、(b)は
本実施形態に係るセンスアンプグランド回路を用いた場
合のDSG電位を表わしている。図7(a)及び(b)
は、それぞれ、センスアンプ回路の駆動時のビット線対
BL,/BL、センスアンプ用グランド電位SAN及び
センスアンプ用電源電位SAPの電位波形を比較してい
る。ここで、図7(a)及び(b)に示す時刻tc,t
d,teの各タイミングは図6に示した時刻と同一であ
る。
FIGS. 7A and 7B are graphs showing how the potential of the dynamic sense amplifier ground (DSG) according to the present embodiment changes. FIG. 7A shows D for comparison.
This shows a case where the SG potential is fixed to the ground potential, and (b) shows a DSG potential when the sense amplifier ground circuit according to the present embodiment is used. FIGS. 7A and 7B
Compares the potential waveforms of the bit line pair BL, / BL, the sense amplifier ground potential SAN, and the sense amplifier power supply potential SAP when the sense amplifier circuit is driven. Here, the times tc and tc shown in FIGS.
Each timing of d and te is the same as the time shown in FIG.

【0109】図7(b)に示すように、センスアンプ回
路201の駆動タイミングである時刻tdからセンスア
ンプグランド回路23のDSGレベル検出回路235の
活性化時刻である時刻teまでの間が1nsと極めて短
時間であるため、ビット線対BL,/BLのうちのロー
レベルの電位がnMOSトランジスタの閾値電位VTN
の電位を大きく下回ることがない。これにより、例え
ば、図16に示すメモリセル500におけるメモリセル
トランジスタ502の第1のバイアス電圧値VGS1は
およそVTN以上に常時保たれることとなる。
As shown in FIG. 7B, the time from time td which is the drive timing of the sense amplifier circuit 201 to time te which is the activation time of the DSG level detection circuit 235 of the sense amplifier ground circuit 23 is 1 ns. Since the time is extremely short, the low-level potential of the bit line pair BL, / BL becomes the threshold potential VTN of the nMOS transistor.
Does not drop much below the potential of As a result, for example, the first bias voltage value VGS1 of the memory cell transistor 502 in the memory cell 500 shown in FIG. 16 is always maintained at about VTN or higher.

【0110】前述したように、図16に示す第1のバイ
アス電圧値VGS1は、ワード線WLがローレベルであ
って、非選択状態にあるメモリセルトランジスタ502
のゲートからドレイン方向のバイアス電圧値を示してお
り、チャネル方向を流れるサブスレショルドリーク電流
は、この第1のバイアス電圧値VGS1が大きいほど、
指数関数的に小さくなる。サブスレショルドリーク電流
は、メモリセルキャパシタ501の保持データを破壊す
る方向に流れるため、本実施形態に係るセンスアンプグ
ランド回路23を用いることによって第1のバイアス電
圧値VGS1を大きく確保でき、サブスレショルドリー
ク電流を低減できる。その結果、DRAMの電荷保持特
性の向上を図れる。
As described above, the first bias voltage value VGS1 shown in FIG. 16 corresponds to the memory cell transistor 502 in which the word line WL is at the low level and the word line WL is in the non-selected state.
And the sub-threshold leakage current flowing in the channel direction increases as the first bias voltage value VGS1 increases.
Exponentially smaller. Since the sub-threshold leak current flows in a direction in which the data held in the memory cell capacitor 501 is destroyed, a large first bias voltage value VGS1 can be secured by using the sense amplifier ground circuit 23 according to the present embodiment, and the sub-threshold leak current is reduced. The current can be reduced. As a result, the charge retention characteristics of the DRAM can be improved.

【0111】また、図16に示す第2のバイアス電圧値
VGS2は、前述したように、センスアンプ回路510
の第1のn型トランジスタ511nのソースからゲート
方向のバイアス値を示しており、一般的なクロスカップ
ル型のセンスアンプ回路510においては、該センスア
ンプ回路510の動作開始時点における第2のバイアス
電圧値VGS2が小さいほどセンスアンプ回路510の
動作スピードは低下する。
Further, as described above, the second bias voltage value VGS2 shown in FIG.
Indicates the bias value in the direction from the source to the gate of the first n-type transistor 511n. In a general cross-coupled sense amplifier circuit 510, the second bias voltage at the start of the operation of the sense amplifier circuit 510 is shown. The operating speed of the sense amplifier circuit 510 decreases as the value VGS2 decreases.

【0112】さらに、第2のバイアス電圧値VGS2の
値が第1のn型トランジスタ511nの閾値よりも大き
いことがセンスアンプ回路510の動作条件であるが、
電源電圧値が小さいほど第2のバイアス電圧値VGS2
が小さくなり、通常動作時の第2のバイアス電圧値VG
S2が小さくなるほどDRAMの低電圧動作が困難とな
る。
Further, the operating condition of the sense amplifier circuit 510 is that the value of the second bias voltage value VGS2 is larger than the threshold value of the first n-type transistor 511n.
The smaller the power supply voltage value, the second bias voltage value VGS2
And the second bias voltage value VG during normal operation
As S2 becomes smaller, low voltage operation of the DRAM becomes more difficult.

【0113】しかしながら、本実施形態に係るセンスア
ンプグランド回路23を用いた場合には、センスアンプ
回路201が活性化された直後の時刻tdから時刻te
までの期間に、DSG電位、ビット相補線/BLの電位
及びセンスアンプ用グランド電位SANがそれぞれ変化
する様子は、図7(a)に示すDSG電位を接地電位に
固定する方法と同一であり、従って、センスアンプ回路
201の動作開始直後における第2のバイアス電圧値V
GS2は互いに等しい。
However, when the sense amplifier ground circuit 23 according to the present embodiment is used, the time td to the time te immediately after the activation of the sense amplifier circuit 201 is activated.
During this period, the DSG potential, the potential of the bit complementary line / BL, and the ground potential SAN for sense amplifier change in the same manner as the method of fixing the DSG potential to the ground potential shown in FIG. Therefore, the second bias voltage value V immediately after the start of the operation of the sense amplifier circuit 201
GS2 are equal to each other.

【0114】これにより、本実施形態に係るセンスアン
プグランド回路23は、センスアンプ回路201の動作
スピードを低下させることがなく、また、第2のバイア
ス電圧値VGS2が十分に大きいため、動作下限電圧を
確実に小さくできる。
As a result, the sense amplifier ground circuit 23 according to the present embodiment does not lower the operation speed of the sense amplifier circuit 201 and has a sufficiently large second bias voltage value VGS2. Can be reliably reduced.

【0115】その上、センスアンプグランド回路23
は、センスアンプ回路201が非活性状態のときにDS
G電位を接地電位VSSと短絡することにより、制御信
号発生回路232、リファレンス電位生成回路234、
DSGレベル検出回路235、シュミットトリガー回路
236及びDSGプリチャージ回路237の回路群をす
べて非活性状態とするため、定常的な電流消費が行なわ
れない。これにより、本実施形態に係るセンスアンプグ
ランド回路23は、DRAMのスタンバイ状態における
DSG電位の生成に関わる消費電流を大幅に削減でき
る。
In addition, the sense amplifier ground circuit 23
Is DS when sense amplifier circuit 201 is inactive.
By short-circuiting the G potential to the ground potential VSS, the control signal generation circuit 232, the reference potential generation circuit 234,
Since all the circuit groups of the DSG level detection circuit 235, the Schmitt trigger circuit 236, and the DSG precharge circuit 237 are in an inactive state, steady current consumption is not performed. As a result, the sense amplifier ground circuit 23 according to the present embodiment can significantly reduce the current consumption related to the generation of the DSG potential in the standby state of the DRAM.

【0116】また、図7(b)に示すように、時刻te
においてDSGプリチャージ回路237を活性化させる
ことにより、DSG電位の昇圧を開始するが、時刻te
においてはビット相補線/BLの電位がDSG電位まで
下がっておらず、センスアンプ回路201からDSGノ
ードに電流が流れ込んでいる状態である。このように、
センスアンプ回路201からDSGノードに電流が流れ
込んでいる状態のまま、DSGドライバ回路231の第
2のnMOSトランジスタ231bをオフ状態とするた
め、続いてセンスアンプ回路201から流れ込む電荷は
DSG電位配線に蓄積されて、DSG電位のプリチャー
ジ動作に寄与することとなる。
As shown in FIG. 7B, at time te
Activate the DSG precharge circuit 237 to start increasing the DSG potential.
In this case, the potential of the bit complementary line / BL does not drop to the DSG potential, and a current flows from the sense amplifier circuit 201 to the DSG node. in this way,
Since the second nMOS transistor 231b of the DSG driver circuit 231 is turned off with the current flowing from the sense amplifier circuit 201 to the DSG node, the charge subsequently flowing from the sense amplifier circuit 201 is accumulated in the DSG potential wiring. This contributes to the precharge operation of the DSG potential.

【0117】実際のDRAMにおいては、センスアンプ
回路201から流れ込む電流量は非常に大きいため、D
SG電位のプリチャージに寄与する電荷の大部分はセン
スアンプ回路201から供給される。センスアンプ回路
201から流れ込む電流は、プリチャージ期間にビット
線対BL,/BLに蓄積されていた電荷の放出により生
じ、時刻teにおいてDSG電位の昇圧に必要な大部分
の電流をこの放出電荷を用いて行なうことにより、DS
G電位の切り替えに伴う新たな電力消費を極力抑えるこ
とができる。
In an actual DRAM, since the amount of current flowing from the sense amplifier circuit 201 is extremely large,
Most of the charge that contributes to the SG potential precharge is supplied from the sense amplifier circuit 201. The current flowing from the sense amplifier circuit 201 is generated by the release of the charges accumulated in the pair of bit lines BL and / BL during the precharge period. At time te, most of the current necessary for boosting the DSG potential is reduced by the discharged charges. By using it, DS
New power consumption accompanying the switching of the G potential can be minimized.

【0118】以上説明したように、本実施形態に係る半
導体記憶装置によると、メモリセル51、ビット線対B
L,/BL及びセンスアンプ回路201に印加される低
レベル電位、すなわちセンスアンプ用グランド電位SA
Nを動的に且つ積極的に変化させるダイナミックセンス
アンプグランド電位DSGを生成して出力するセンスア
ンプグランド回路23を備えており、該センスアンプグ
ランド回路23は、センスアンプ回路201が活性化さ
れた直後の所定期間(時刻tdからteまでの1ns
間)は、DSG電位をほぼ接地電位VSSに保持し、所
定期間経過後に、センスアンプ回路201からの放出電
荷を取り込みながら、ビット線対BL,/BLのローレ
ベル側の電位を昇圧する。従って、センスアンプ回路2
01の活性化直後に必要な前述の第2のバイアス電圧値
VGS2を十分に大きくできるため、センススピード及
び動作下限電圧が犠牲とならず、且つ、非選択のメモリ
セル51に対しても前述の第1のバイアス電圧値VGS
1を十分に大きくできるため、メモリセル51の電荷保
持特性が劣化しない。
As described above, according to the semiconductor memory device of this embodiment, the memory cell 51 and the bit line pair B
L, / BL and the low level potential applied to the sense amplifier circuit 201, that is, the sense amplifier ground potential SA
A sense amplifier ground circuit 23 that generates and outputs a dynamic sense amplifier ground potential DSG that dynamically and positively changes N is provided. The sense amplifier ground circuit 23 has the sense amplifier circuit 201 activated. Immediately after a predetermined period (1 ns from time td to te)
During this period, the DSG potential is kept substantially at the ground potential VSS, and after a lapse of a predetermined period, the potential on the low level side of the pair of bit lines BL and / BL is boosted while taking in the charge discharged from the sense amplifier circuit 201. Therefore, the sense amplifier circuit 2
Since the second bias voltage VGS2 required immediately after the activation of 01 is sufficiently large, the sense speed and the lower limit operation voltage are not sacrificed, and the above-mentioned memory cell 51 is not selected. First bias voltage value VGS
Since 1 can be made sufficiently large, the charge retention characteristics of the memory cell 51 do not deteriorate.

【0119】また、ビット線対BL,/BLのプリチャ
ージ期間には、センスアンプグランド回路23はDSG
電位を接地する以外に電流を消費しないため、従来の昇
圧センスアンプグランド方式と比べてDRAM全体の消
費電流が少なくなる。
During the precharge period of the bit line pair BL, / BL, the sense amplifier ground circuit 23
Since no current is consumed except for grounding the potential, the current consumption of the entire DRAM is reduced as compared with the conventional boost sense amplifier ground system.

【0120】以下、図4に示すDSGプリチャージ回路
237に対して外部から入力される第1のメモリ容量指
定信号MEM0、第2のメモリ容量指定信号MEM1及
び第3のメモリ容量指定信号MEM02の使用方法及び
その効果について図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, the use of the first memory capacity designating signal MEM0, the second memory capacity designating signal MEM1, and the third memory capacity designating signal MEM02 externally input to the DSG precharge circuit 237 shown in FIG. The method and its effects will be described with reference to the drawings.

【0121】本実施形態に係るDRAMは、メモリセル
アレイブロック10の物理的なメモリ容量値が変更可能
なDRAMを想定している。従って、これら第1〜第3
のメモリ容量指定信号MEM0〜MEM2はメモリ容量
値を変更する制御信号として用いられる。
The DRAM according to the present embodiment is assumed to be a DRAM in which the physical memory capacity of the memory cell array block 10 can be changed. Therefore, these first to third
Are used as control signals for changing the memory capacity value.

【0122】図8は本実施形態に係るDSGプリチャー
ジ回路237に対する各MEM信号の設定方法の一例を
示し、3つのMEM信号の7通りの組み合わせを示して
いる。例えば、第1のメモリ容量指定信号MEM0のみ
がハイレベルの場合には、メモリ容量を1Mビット又は
2Mビットとして指定し、第2のメモリ容量指定信号M
EM1のみがハイレベルの場合には、メモリ容量を3M
ビットでとして指定する。また、pMOSTr.237
d、pMOSTr.237e及びpMOSTr.237
fは、図4に示す第1〜第3のpMOSトランジスタ2
37d〜237fとそれぞれ対応しており、それらのゲ
ート幅は順に200μm、400μm及び800μmで
あって、第3のpMOSトランジスタ237fの電流供
給能力が最も大きくなるように構成されている。ここ
で、トリガー出力信号PSGがハイレベルの際に活性化
されるトランジスタには活性状態を示す○印を付し、活
性化されないトランジスタには非活性状態を示す×印を
付している。
FIG. 8 shows an example of a method of setting each MEM signal to the DSG precharge circuit 237 according to the present embodiment, and shows seven combinations of three MEM signals. For example, when only the first memory capacity designation signal MEM0 is at a high level, the memory capacity is designated as 1 Mbit or 2 Mbit, and the second memory capacity designation signal M
When only EM1 is at the high level, the memory capacity is 3M
Specified as a bit. In addition, pMOSTr. 237
d, pMOSTr. 237e and pMOSTr. 237
f is the first to third pMOS transistors 2 shown in FIG.
37d to 237f, respectively, and their gate widths are 200 μm, 400 μm, and 800 μm, respectively, so that the third pMOS transistor 237f has the largest current supply capability. Here, transistors that are activated when the trigger output signal PSG is at a high level are marked with a circle indicating an active state, and transistors that are not activated are marked with a cross indicating an inactive state.

【0123】このように複数のメモリ容量指定信号ME
M0〜MEM2が入力されるセンスアンプグランド回路
23は、DRAMのメモリ容量ごとにDSGプリチャー
ジ回路237の電流供給能力を変更できるため、メモリ
容量によってDSG電位の配線容量値が変化する場合で
あっても、DSG電位のプリチャージ能力を最適化し、
消費電力の増加を抑えることができる。
As described above, a plurality of memory capacity designating signals ME
Since the sense amplifier ground circuit 23 to which M0 to MEM2 is input can change the current supply capability of the DSG precharge circuit 237 for each memory capacity of the DRAM, this is a case where the wiring capacity value of the DSG potential changes depending on the memory capacity. Also optimizes the DSG potential precharge capability,
An increase in power consumption can be suppressed.

【0124】次に、メモリ容量指定信号MEMの使用方
法の一変形例を説明する。
Next, a modification of the method of using the memory capacity designation signal MEM will be described.

【0125】外部から入力されたカラムアドレスにより
複数のセンスアンプ回路201が選択的に活性化される
際のセンスアンプ回路201の個数に応じてDSGプリ
チャージ回路237の電流供給能力を切り替えることも
可能であり且つ有効である。
It is also possible to switch the current supply capability of DSG precharge circuit 237 in accordance with the number of sense amplifier circuits 201 when a plurality of sense amplifier circuits 201 are selectively activated by a column address input from the outside. And is effective.

【0126】複数のセンスアンプ回路201のうち、通
常読み出し動作又はリフレッシュ動作時に一のタイミン
グで活性化されるセンスアンプ回路201の個数が変更
可能なDRAMにおいては、同時に活性化されるセンス
アンプ回路201の個数が少ないほど、図7(b)に示
す時刻te直後のDSG電位の上昇が遅くなるため、時
刻tdから時刻teまでの間にビット線のローレベル側
の電位が第1の閾値電位VTN1を下回る期間が相対的
に長くなるので、ポーズタイムの向上効果が弱まるおそ
れがある。
Of the plurality of sense amplifier circuits 201, in a DRAM in which the number of the sense amplifier circuits 201 activated at one timing during the normal read operation or refresh operation is changeable, the sense amplifier circuits 201 activated simultaneously are used. 7B, the rise of the DSG potential immediately after the time te shown in FIG. 7B is delayed, so that the potential on the low level side of the bit line changes from the first threshold potential VTN1 between the time td and the time te. Is relatively long, the effect of improving the pause time may be reduced.

【0127】しかしながら、本変形例においては、第1
〜第3のメモリ容量指定信号MEM0〜MEM2を適当
に組み合わせることにより、同時に活性化されるセンス
アンプ回路201の個数に応じてDSGプリチャージ回
路237の電流供給能力を選択できるため、DSG電位
の上昇速度を所定値に保つことができるので、より確実
に電位保持特性の向上を図ることができる。
However, in the present modification, the first
To the third memory capacity designating signal MEM0 to MEM2, the current supply capacity of the DSG precharge circuit 237 can be selected in accordance with the number of simultaneously activated sense amplifier circuits 201. Since the speed can be maintained at the predetermined value, the potential holding characteristics can be more reliably improved.

【0128】なお、本実施形態においては、図3に示す
ようにクロスカップル型のセンスアンプ回路201を例
に挙げたが、これに限らず、メモリセルとビット線との
電位を決定し、ビット線に読み出された微小な電位差を
増幅する回路であればよく、例えば、カレントミラー型
や電流検値型の回路構成であってもよい。
In this embodiment, the cross-coupled sense amplifier circuit 201 is shown as an example as shown in FIG. 3, but the present invention is not limited to this, and the potentials of the memory cells and the bit lines are determined. Any circuit may be used as long as it is a circuit that amplifies a minute potential difference read to a line, and for example, a circuit configuration of a current mirror type or a current detection type may be used.

【0129】同様に、図3に示すビット線対BL,/B
Lのプリチャージ用nMOSトランジスタ203又はイ
コライズ用nMOSトランジスタ204の接続位置や、
第1のデータ線60とビット線BLとの間又は第2のデ
ータ線61とビット相補線/BLとの間の接続方法等も
本実施形態の構成に限定するものではなく、その動作と
して本質を大きく逸脱しない限り他の信号とのレーシン
グ関係が前後しても構わない。
Similarly, bit line pair BL, / B shown in FIG.
Connection position of the L precharge nMOS transistor 203 or the equalization nMOS transistor 204;
The connection method and the like between the first data line 60 and the bit line BL or between the second data line 61 and the bit complementary line / BL are not limited to the configuration of the present embodiment, and the operation is essentially , The racing relationship with other signals may be changed before and after.

【0130】また、図4に示すセンスアンプグランド回
路23における、リファレンス電位生成回路234又は
シュミットトリガー回路236は、ブロックレベルでの
構成と動作との説明に過ぎず、トランジスタレベルでの
構成は限定されない。
Further, the reference potential generation circuit 234 or the Schmitt trigger circuit 236 in the sense amplifier ground circuit 23 shown in FIG. 4 is only a description of the configuration and operation at the block level, and the configuration at the transistor level is not limited. .

【0131】また、バックゲート電位VBBを約−1.
0Vに設定したが、この電位と異なる場合、例えば、バ
ックゲート電位VBBを接地電位としても本発明の本質
を損なうものではなく、その電位は適当な値に設定可能
である。
The back gate potential VBB is set to about -1.
Although set to 0 V, if the potential is different from this potential, for example, the back gate potential VBB may be set to a ground potential without impairing the essence of the present invention, and the potential can be set to an appropriate value.

【0132】以上、本発明に係る第1の実施形態につい
て説明したが、本発明はこの実施形態に限定されること
なく、本発明の精神を逸脱しない範囲において種々の設
計変更をなし得ることはいうまでもない。 (第2の実施形態)以下、本発明の第2の実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。
Although the first embodiment according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say. (Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0133】図9は本発明の第2の実施形態に係る半導
体記憶装置であるDRAMチップのレイアウト構成を示
している。図9に示すように、DRAMチップ300の
主面上には、外部とのデータの入出力を制御する回路群
を含むインターフェイス回路ブロック301と、マトリ
クス状に設けられる複数のメモリセルのうちのカラム方
向のメモリセルを制御する回路群を含むカラム制御ブロ
ック302と、マトリクス状に設けられる複数のメモリ
セルのうちのロウ方向のメモリセルを制御する回路群を
含むロウ制御ブロック303と、複数のメモリセルアレ
イブロック等を有するメモリコアブロック304と、セ
ンスアンプ回路等の低レベル電位であるダイナミックセ
ンスアンプグランド電位DSGを生成するセンスアンプ
グランド回路305と、DSG電位をセンスアンプ回路
等に供給するDSGドライバ回路306とが形成されて
いる。
FIG. 9 shows a layout configuration of a DRAM chip which is a semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, on a main surface of a DRAM chip 300, an interface circuit block 301 including a circuit group for controlling input / output of data to / from the outside, and a column of a plurality of memory cells provided in a matrix are provided. A column control block 302 including a circuit group for controlling memory cells in the direction, a row control block 303 including a circuit group for controlling memory cells in the row direction among a plurality of memory cells provided in a matrix, and a plurality of memories. A memory core block 304 having a cell array block and the like, a sense amplifier ground circuit 305 for generating a low level dynamic sense amplifier ground potential DSG such as a sense amplifier circuit, and a DSG driver circuit for supplying the DSG potential to the sense amplifier circuit and the like 306 are formed.

【0134】メモリコアブロック304は、カラム制御
ブロック302が延びる方向に互いに間隔をおいて設け
られ、それぞれが複数のセンスアンプ回路及びセンスア
ンプドライバ回路を含む複数のセンスアンプブロック3
07と、各センスアンプブロック307同士の間に設け
られ、それぞれがマトリクス状に設けられた複数のメモ
リセルを有する複数のメモリセルアレイブロック308
とから構成されている。
The memory core blocks 304 are provided at intervals in the direction in which the column control block 302 extends, and each includes a plurality of sense amplifier blocks 3 each including a plurality of sense amplifier circuits and a sense amplifier driver circuit.
07 and a plurality of memory cell array blocks 308 provided between the sense amplifier blocks 307 and having a plurality of memory cells each provided in a matrix.
It is composed of

【0135】DSGドライバ回路306は、第1の実施
形態の図4に示したDSGドライバ回路231に対応
し、メモリコアブロック304とカラム制御ブロック3
02との間、及びメモリコアブロック304におけるカ
ラム制御ブロック302と対向する側の側部に隣接する
ように設けられている。
The DSG driver circuit 306 corresponds to the DSG driver circuit 231 shown in FIG. 4 of the first embodiment, and includes a memory core block 304 and a column control block 3.
02 and adjacent to the side of the memory core block 304 opposite to the column control block 302.

【0136】センスアンプグランド回路305は、第1
の実施形態の図4に示した制御信号発生回路232及び
DSG電位補償回路233に対応している。
The sense amplifier ground circuit 305 is connected to the first
4 corresponds to the control signal generation circuit 232 and the DSG potential compensation circuit 233 shown in FIG.

【0137】図9において、311はDRAMチップ3
00における配線層のロウ方向に互いに間隔おいて延
び、例えばセンスアンプ回路の配置間隔と同程度から3
倍程度までの比較的小さい間隔で複数本形成されたメタ
ル配線からなる第1のDSG電位配線であり、312は
DRAMチップ300における配線層のカラム方向に延
びるように形成され、第1のDSG電位配線311との
交差部において電気的に接続されたメタル配線からなる
第2のDSG電位配線であり、313はセンスアンプグ
ランド回路305及びDSGドライバ回路306の上層
にカラム方向に延びるように形成され、第1のDSG電
位配線311と電気的に接続された第3のDSG電位配
線である。
In FIG. 9, reference numeral 311 denotes a DRAM chip 3
The wirings extend at intervals in the row direction of the wiring layer at 00, for example, from about the same
A first DSG potential wiring 312 is formed to extend in the column direction of a wiring layer in the DRAM chip 300, and is a first DSG potential wiring composed of a plurality of metal wirings formed at relatively small intervals up to about twice. A second DSG potential wiring made of a metal wiring electrically connected at the intersection with the wiring 311; 313 is formed above the sense amplifier ground circuit 305 and the DSG driver circuit 306 so as to extend in the column direction; This is a third DSG potential wiring electrically connected to the first DSG potential wiring 311.

【0138】314はセンスアンプグランド回路305
及びDSGドライバ回路306の上層にカラム方向に延
びるように形成され、該センスアンプグランド回路30
5及びDSGドライバ回路306間の内部制御信号NS
Gを伝送するメタル配線からなる第1のNSG信号配線
であり、315はメモリコアブロック308の上層にロ
ウ方向に延びるように形成され、第1のNSG電位配線
314と電気的に接続されたメタル配線からなる第2の
NSG電位配線である。ここで、後述するように、第1
のNSG電位配線314及び第2のNSG電位配線31
5はDRAMチップ300の第2層メタル配線として形
成され、第1〜第3のDSG電位配線311〜313は
DRAMチップ300の第3層メタル配線として形成さ
れている。
314 is a sense amplifier ground circuit 305
And the DSG driver circuit 306 is formed so as to extend in the column direction, and the sense amplifier ground circuit 30
5 and the internal control signal NS between the DSG driver circuit 306
A first NSG signal line 315 is formed of a metal line for transmitting G. A metal line 315 is formed in the upper layer of the memory core block 308 so as to extend in the row direction, and is electrically connected to the first NSG potential line 314. This is a second NSG potential wiring made of wiring. Here, as described later, the first
NSG potential wiring 314 and second NSG potential wiring 31
5 is formed as a second layer metal wiring of the DRAM chip 300, and the first to third DSG potential wirings 311 to 313 are formed as third layer metal wiring of the DRAM chip 300.

【0139】このように、本実施形態においては、DS
Gドライバ回路306をメモリコアブロック304の両
側部に設けていることを特徴とする。
As described above, in this embodiment, DS
The G driver circuit 306 is provided on both sides of the memory core block 304.

【0140】本実施形態に係る第1〜第3のDSG電位
配線311〜313は、図6に示した第1の実施形態と
同様に、センスアンプ駆動タイミングである時刻tdと
所定時間後の時刻teにおいて、DSGドライバ回路3
06により接地電位VSSに短絡されている。しかしな
がら、同時に活性化される多数のセンスアンプ回路から
瞬時に流れ込む大電流が各DSG電位配線311〜31
3の配線抵抗により電位降下を生じさせるため、DSG
電位は、とりわけ活性化されたセンスアンプ回路の近傍
で若干の電位上昇を示す。この電位上昇は、DSGドラ
イバ回路306からの距離が相対的に大きく、各DSG
電位配線311〜313の配線抵抗成分が大きくなる箇
所で顕著となる。その結果、電位上昇が過大となる場合
には、センスアンプ回路が活性化された直後に、図16
に示す第2のバイアス電圧値VGS2が低下するため、
センスアンプ回路の駆動能力を劣化させる要因となる。
As in the first embodiment shown in FIG. 6, the first to third DSG potential wirings 311 to 313 according to the present embodiment are connected to the time td which is the sense amplifier drive timing and the time after a predetermined time. In te, the DSG driver circuit 3
06 is short-circuited to the ground potential VSS. However, large currents that instantaneously flow from a large number of sense amplifier circuits that are activated at the same time cause the respective DSG potential wires 311 to 31
In order to cause a potential drop due to the wiring resistance of No. 3, DSG
The potential shows a slight potential rise especially near the activated sense amplifier circuit. This potential rise is caused by a relatively large distance from the DSG driver circuit 306,
This becomes remarkable in a portion where the wiring resistance component of the potential wirings 311 to 313 becomes large. As a result, when the potential rise becomes excessive, immediately after the activation of the sense amplifier circuit, FIG.
Since the second bias voltage value VGS2 shown in FIG.
This becomes a factor of deteriorating the driving capability of the sense amplifier circuit.

【0141】この電位上昇を抑えるには、各DSG電位
配線311〜313の配線抵抗成分をできる限り小さく
する必要があり、本実施形態に係るDRAMチップ30
0においては、各DSG電位配線311〜313を網目
状の構造として配線抵抗を下げると共に、DSGドライ
バ回路306をメモリコアブロック304の両側部に配
置する構成としている。
In order to suppress the potential rise, it is necessary to reduce the wiring resistance component of each of the DSG potential wirings 311 to 313 as much as possible.
In the case of 0, the DSG potential wirings 311 to 313 are formed in a mesh structure to reduce the wiring resistance, and the DSG driver circuits 306 are arranged on both sides of the memory core block 304.

【0142】このように、DSGドライバ回路306を
メモリコアブロック304の両側部に設けると、いずれ
か一方の側部にのみ設ける場合と比較して、DSGドラ
イバ回路306からセンスアンプ回路までの平均距離が
半分となると共に、センスアンプ回路から流れ出す電流
が両方のDSGドライバ回路306に分散して流れるた
め、各DSG電位配線311〜313の抵抗成分を実効
的に半分以下に抑えることができる。
As described above, when the DSG driver circuit 306 is provided on both sides of the memory core block 304, the average distance from the DSG driver circuit 306 to the sense amplifier circuit is smaller than when only one of the sides is provided. And the current flowing out of the sense amplifier circuit flows to both DSG driver circuits 306 in a distributed manner, so that the resistance component of each of the DSG potential wires 311 to 313 can be effectively reduced to half or less.

【0143】また、このようなレイアウト構成を採る
と、例えば、複数のセンスアンプブロック307のうち
のBに含まれるすべてのセンスアンプ回路が同時に活性
化された場合には、いずれのセンスアンプ回路からも等
距離となるようにDSGドライバ回路306が配置され
ているため、センスアンプ回路とDSGドライバ回路3
06との間の各DSG電位配線311〜313の抵抗値
が実質的に等しくなる。その結果、同時に活性化された
センスアンプ回路の動作特性にばらつきが生じにくくな
るため、DRAMの読み出し動作又は書き込み動作が安
定する。
With such a layout configuration, for example, if all the sense amplifier circuits included in B among the plurality of sense amplifier blocks 307 are activated at the same time, Since the DSG driver circuit 306 is arranged at the same distance from the sense amplifier circuit and the DSG driver circuit 3,
06, the resistance values of the respective DSG potential wires 311 to 313 become substantially equal. As a result, the operating characteristics of the simultaneously activated sense amplifier circuits are less likely to vary, so that the read operation or write operation of the DRAM is stabilized.

【0144】図10は本実施形態に係るDRAMチップ
の部分的な断面構成であって、図9に示すDRAMチッ
プ300のC−C線におけるパッケージ封止後の半導体
基板並びにその主面上に形成された素子及び配線構造を
示している。図10において、領域D1はDSGドライ
バ回路306のトランジスタの断面構成を示し、領域D
2はセンスアンプブロック307におけるセンスアンプ
ドライバ回路のトランジスタの断面構成を示している。
FIG. 10 shows a partial cross-sectional structure of the DRAM chip according to the present embodiment, which is formed on the semiconductor substrate after package sealing along the CC line of the DRAM chip 300 shown in FIG. 9 and on the main surface thereof. FIG. In FIG. 10, a region D1 shows a cross-sectional configuration of a transistor of the DSG driver circuit 306, and a region D1
Reference numeral 2 denotes a cross-sectional configuration of a transistor of the sense amplifier driver circuit in the sense amplifier block 307.

【0145】領域D1における領域E1及び領域E2
は、第1の実施形態の図4に示したDSGドライバ回路
231における第2のnMOSトランジスタ231b及
び第1のnMOSトランジスタ231aとそれぞれ対応
している。領域D2における領域E3、E4及びE5
は、第1の実施形態の図3に示したセンスアンプドライ
バ回路21におけるnMOSスイッチトランジスタ21
1、イコライズ用nMOSトランジスタ215及びpM
OSスイッチトランジスタ213とそれぞれ対応してい
る。
The area E1 and the area E2 in the area D1
Respectively correspond to the second nMOS transistor 231b and the first nMOS transistor 231a in the DSG driver circuit 231 of the first embodiment shown in FIG. Regions E3, E4 and E5 in region D2
Is the nMOS switch transistor 21 in the sense amplifier driver circuit 21 of the first embodiment shown in FIG.
1. nMOS transistor 215 for equalization and pM
Each corresponds to the OS switch transistor 213.

【0146】図10に示すように、例えば、シリコンか
らなる半導体基板350には、n型ウェル領域351が
形成され、該n型ウェル領域351にはp型ウェル領域
352が選択的に形成されている。
As shown in FIG. 10, for example, an n-type well region 351 is formed in a semiconductor substrate 350 made of silicon, and a p-type well region 352 is selectively formed in the n-type well region 351. I have.

【0147】半導体基板350の主面上には、絶縁膜等
からなる素子分離領域353が選択的に形成されてお
り、半導体基板350における領域E1,E2,E3及
びE4の各上部には、それぞれ互いに間隔をおいてn型
拡散領域354が形成されており、領域E5の上部に
は、互いに間隔をおいてp型拡散領域355が形成され
ている。
An element isolation region 353 made of an insulating film or the like is selectively formed on the main surface of the semiconductor substrate 350. On the respective regions E1, E2, E3 and E4 of the semiconductor substrate 350, N-type diffusion regions 354 are formed at intervals from each other, and p-type diffusion regions 355 are formed at intervals above region E5.

【0148】また、半導体基板350の主面上における
各拡散領域354及び355内の領域間を跨ぐように、
領域E1から順にポリシリコンからなる絶縁ゲート電極
356A,356B,356C,356D及び356E
がそれぞれ形成されている。
[0148] In addition, the region between the diffusion regions 354 and 355 on the main surface of the semiconductor substrate 350 is straddled.
Insulated gate electrodes 356A, 356B, 356C, 356D and 356E made of polysilicon in order from the region E1.
Are formed respectively.

【0149】半導体基板350の上に全面にわたって形
成された第1の層間絶縁膜357の上面には、該第1の
層間絶縁膜357に設けられたコンタクトと接続する第
1層メタル配線358A〜358Eが形成されており、
配線358A及び358Cは接地電位VSSを供給する
VSS電位配線を示し、配線358BはDSG電位を供
給するDSG電位配線を示し、358Dはイコライズ信
号を供給するEQ信号配線を示し、358Eは電源電位
VDDを供給するVDD電位配線を示している。
On the upper surface of first interlayer insulating film 357 formed over the entire surface of semiconductor substrate 350, first layer metal interconnections 358A to 358E connected to contacts provided on first interlayer insulating film 357 are formed. Is formed,
Wirings 358A and 358C indicate a VSS potential wiring for supplying a ground potential VSS, a wiring 358B indicates a DSG potential wiring for supplying a DSG potential, 358D indicates an EQ signal wiring for supplying an equalizing signal, and 358E indicates a power supply potential VDD. The VDD potential wiring to be supplied is shown.

【0150】第1層メタル配線358A〜358Eの上
に全面にわたって形成された第2の層間絶縁膜359の
上面には、該第2の層間絶縁膜359に設けられたビア
を介して第1層メタル配線358A〜358Eと選択的
に接続される第2層メタル配線360A〜360Eが形
成されており、配線360AはDSGドライバ回路30
6の内部制御信号NSGを供給するNSG信号配線を示
し、配線360Bはセンスアンプ駆動信号SEを供給す
るSE信号配線を示し、配線360Cはセンスアンプ用
グランド電位SANを供給するSAN電位配線を示し、
配線360Dはセンスアンプ用電源電位SAPを供給す
るSAP電位配線を示し、配線360Eはセンスアンプ
駆動信号SEの相補信号/SEを供給する/SE信号配
線を示している。
On the upper surface of second interlayer insulating film 359 formed over the entire surface of first layer metal interconnections 358A to 358E, the first layer is formed via vias provided in second interlayer insulating film 359. Second layer metal wirings 360A to 360E are formed to be selectively connected to metal wirings 358A to 358E, and wiring 360A is connected to DSG driver circuit 30.
6, an NSG signal line for supplying the internal control signal NSG, a line 360B indicates an SE signal line for supplying the sense amplifier drive signal SE, and a line 360C indicates a SAN potential line for supplying a sense amplifier ground potential SAN.
A wiring 360D indicates an SAP potential wiring for supplying the power supply potential SAP for the sense amplifier, and a wiring 360E indicates a / SE signal wiring for supplying a complementary signal / SE of the sense amplifier driving signal SE.

【0151】第2層メタル配線360A〜360Eの上
に全面にわたって形成された第3の層間絶縁膜361の
上面には、該第3の層間絶縁膜361に設けられたビア
を介して第2層メタル配線360A〜360Eと選択的
に接続された第3層メタル配線からなり、DSG電位を
供給するDSG電位配線362が形成されている。この
DSG電位配線362は、図9に示す第2のDSG電位
配線312と対応している。
The upper surface of the third interlayer insulating film 361 formed over the entire surface of the second layer metal interconnections 360A to 360E is provided on the upper surface of the third interlayer insulating film 361 via a via provided in the third interlayer insulating film 361. A DSG potential wiring 362 for supplying a DSG potential is formed by a third-layer metal wiring selectively connected to the metal wirings 360A to 360E. This DSG potential wiring 362 corresponds to second DSG potential wiring 312 shown in FIG.

【0152】なお、NSG信号配線360Aは、図9に
示す第1のNSG電位配線314と対応し、図示されて
いない箇所においてゲート電極356Aと並列接続され
て、該ゲート電極356Aの実効的な配線抵抗を抑えて
いる。
The NSG signal line 360A corresponds to the first NSG potential line 314 shown in FIG. 9, and is connected in parallel with the gate electrode 356A at a location not shown, so that an effective wiring of the gate electrode 356A is provided. Resistance is suppressed.

【0153】また、n型ウェル領域351には基板電位
であるVDD電位が印加され、p型ウェル領域352に
は接地電位VSSよりも低いバックゲート電位VBBが
印加されている。
The substrate potential VDD is applied to the n-type well region 351, and the back gate potential VBB lower than the ground potential VSS is applied to the p-type well region 352.

【0154】通常のDRAMにおいては、スタンバイ
(待機)状態の消費電力を低減する目的で、メモリセル
アレイブロックの全面並びにセンスアンプ回路及びセン
スアンプドライバ回路のnMOSトランジスタ形成領域
とにバックゲート電位VBBを印加したp型ウェルを用
いている。また、本実施形態に係るDRAMチップ30
0は、前述の通り、オフリーク電流によるDSG電位の
低下を緩和する目的でDSGドライバ回路のp型ウェル
領域の全面にVBB電位を印加している。
In a normal DRAM, in order to reduce power consumption in a standby state, a back gate potential VBB is applied to the entire surface of the memory cell array block and the nMOS transistor forming regions of the sense amplifier circuit and the sense amplifier driver circuit. The used p-type well is used. Further, the DRAM chip 30 according to the present embodiment
As described above, 0 applies the VBB potential to the entire surface of the p-type well region of the DSG driver circuit in order to alleviate the decrease in the DSG potential due to the off-leak current.

【0155】図11は図9に示すDRAMチップ300
におけるC−C線を囲む領域Fを拡大したレイアウト構
成を示している。図11において、図9に示す構成要素
と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明
を省略する。図11において、320はセンスアンプブ
ロック307を構成するセンスアンプ回路を表わし、3
21はセンスアンプドライバ回路を表わしている。
FIG. 11 shows the DRAM chip 300 shown in FIG.
2 shows a layout configuration in which a region F surrounding the line CC in FIG. In FIG. 11, the same components as those shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 11, reference numeral 320 denotes a sense amplifier circuit forming the sense amplifier block 307, and 3
Reference numeral 21 denotes a sense amplifier driver circuit.

【0156】また、図11に示すDSGドライバ回路3
06、センスアンプブロック307及びメモリセルアレ
イブロック308における斜線を付した領域は、バック
ゲート電位VBBが印加されたp型ウェル領域を示して
いる。従って、図11に示すように、センスアンプブロ
ック307のセンスアンプ320及びセンスアンプドラ
イバ321において、nMOSトランジスタはバックゲ
ート電位VBBが印加されたp型ウェル領域に形成され
ているのに対し、pMOSトランジスタはn型ウェル領
域に形成されている。
Also, the DSG driver circuit 3 shown in FIG.
In FIG. 6, the hatched regions in the sense amplifier block 307 and the memory cell array block 308 indicate the p-type well region to which the back gate potential VBB is applied. Therefore, as shown in FIG. 11, in the sense amplifier 320 and the sense amplifier driver 321 of the sense amplifier block 307, the nMOS transistor is formed in the p-type well region to which the back gate potential VBB is applied. Are formed in the n-type well region.

【0157】互いに異なる導電型のウェル領域に形成さ
れたトランジスタ同士は、ラッチアップ等の不具合を回
避するため、互いに所定の間隔をおいて形成する必要が
ある。
Transistors formed in well regions of different conductivity types need to be formed at predetermined intervals from each other in order to avoid problems such as latch-up.

【0158】本実施形態においては、図9に示すよう
に、DSGドライバ回路306をメモリコアブロック3
04の両側部に配置しており、DSGドライバ回路30
6とセンスアンプ320及びセンスアンプドライバ32
1が隣接することになるが、互いに隣接する領域におい
ても、共にバックゲート電位VBB電位が印加されたp
型ウェルが形成されているため、該ウェルを共有でき
る。その結果、トランジスタ同士を互いに間隔をおいて
形成する必要がなくなるので、チップの集積度を向上さ
せることができる。 (第3の実施形態)以下、本発明の第3の実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。
In the present embodiment, the DSG driver circuit 306 is connected to the memory core block 3 as shown in FIG.
04 and the DSG driver circuit 30
6, sense amplifier 320 and sense amplifier driver 32
1 are adjacent to each other, but also in regions adjacent to each other, p is applied with the back gate potential VBB potential.
Since the mold well is formed, the well can be shared. As a result, it is not necessary to form transistors at an interval from each other, so that the degree of integration of a chip can be improved. (Third Embodiment) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0159】図12は本発明の第3の実施形態に係る半
導体記憶装置におけるセンスアンプグランド回路の回路
構成を示している。図12に示すセンスアンプグランド
回路24は、ダイナミックセンスアンプグランド電位D
SGを駆動し、接地電位生成部及び閾値電位生成部とし
てのDSGドライバ回路241と、接地電位制御部とし
ての制御信号発生回路242と、電位補償部としてのD
SG電位補償回路243とからなる。
FIG. 12 shows a circuit configuration of a sense amplifier ground circuit in a semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention. The sense amplifier ground circuit 24 shown in FIG.
Driving the SG, a DSG driver circuit 241 as a ground potential generation unit and a threshold potential generation unit, a control signal generation circuit 242 as a ground potential control unit, and D as a potential compensation unit
SG potential compensating circuit 243.

【0160】DSG電位補償回路243は、基準電位V
REF2を生成する基準電位生成部としてのリファレン
ス電位生成回路244と、DSGドライバ回路241に
DSG電位昇圧用の電流を供給する電流供給能力切替手
段としてのDSGプリチャージ回路245と、ゲートが
基準電位VREF2(VREF2ノード)と接続され、
ドレインがDSGプリチャージ回路245と接続され、
ソースがDSGドライバ回路241と接続され、DSG
電位を検出するnMOSトランジスタからなるDSGレ
ベル検出トランジスタ246とから構成されている。
The DSG potential compensating circuit 243 provides the reference potential V
A reference potential generation circuit 244 as a reference potential generation unit for generating REF2; a DSG precharge circuit 245 as current supply capability switching means for supplying a DSG potential boosting current to the DSG driver circuit 241; (VREF2 node),
The drain is connected to the DSG precharge circuit 245,
The source is connected to the DSG driver circuit 241,
And a DSG level detection transistor 246 composed of an nMOS transistor for detecting a potential.

【0161】DSGドライバ回路241は、ゲート及び
ドレインがDSG電位のDSGノードと共通接続された
閾値電位生成用半導体素子としての第1のnMOSトラ
ンジスタ241aと、該第1のnMOSトランジスタ2
41aと並列接続され、制御信号発生回路242からの
接地電位制御信号NSGを受けてDSG電位を接地電位
とする接地電位生成用半導体素子としての第2のnMO
Sトランジスタ241bとからなる。
The DSG driver circuit 241 includes a first nMOS transistor 241a as a threshold potential generating semiconductor element having a gate and a drain commonly connected to a DSG node having a DSG potential, and the first nMOS transistor 2
The second nMO as a ground potential generating semiconductor element which is connected in parallel with the reference potential 41a and receives the ground potential control signal NSG from the control signal generation circuit 242 and sets the DSG potential to the ground potential.
And an S transistor 241b.

【0162】制御信号発生回路242は、センスアンプ
駆動信号SEを受け、受けたセンスアンプ駆動信号SE
に対して所定の遅延時間、例えば1nsの遅延時間が与
えられた遅延信号を出力する遅延回路242aと、該遅
延回路242aの出力信号を受け、受けた出力信号を反
転させてなる接地電位制御信号NSGを出力するインバ
ータ回路242bとからなる。
Control signal generating circuit 242 receives sense amplifier drive signal SE and receives sense amplifier drive signal SE.
A delay circuit 242a that outputs a delay signal given a predetermined delay time, for example, a delay time of 1 ns, a ground potential control signal that receives an output signal of the delay circuit 242a and inverts the received output signal An NSG output inverter circuit 242b.

【0163】リファレンス電位生成回路244は、入力
端子が制御信号発生回路242からの内部制御信号NS
Gを受けるインバータ回路を構成するpMOSトランジ
スタ244a及び第1のnMOSトランジスタ244b
と、ゲートとドレインとが該インバータ回路の出力端子
及びDSGレベル検出トランジスタ246のゲートと共
通接続された第2のnMOSトランジスタ244cと、
ゲートとドレインとが第2のnMOSトランジスタ24
4cのソースと共通接続され、ソースが接地された第3
のnMOSトランジスタ244dとからなる。ここで、
pMOSトランジスタ244aのサイズは、第2のnM
OSトランジスタ244c及び第3のnMOSトランジ
スタ244dのサイズよりも小さい構成とする。
The reference potential generation circuit 244 has an input terminal connected to the internal control signal NS from the control signal generation circuit 242.
PMOS transistor 244a and first nMOS transistor 244b forming an inverter circuit receiving G
A second nMOS transistor 244c having a gate and a drain commonly connected to the output terminal of the inverter circuit and the gate of the DSG level detection transistor 246;
The gate and the drain of the second nMOS transistor 24
4c, which is commonly connected to the source of FIG.
NMOS transistor 244d. here,
The size of the pMOS transistor 244a is the second nM
The configuration is smaller than the sizes of the OS transistor 244c and the third nMOS transistor 244d.

【0164】DSGプリチャージ回路245は、入力端
子が外部から入力される第1のメモリ容量指定信号ME
M0を受ける第1のインバータ回路245aと、入力端
子が外部から入力される第2のメモリ容量指定信号ME
M1を受ける第2のインバータ回路245bと、入力端
子が外部から入力される第3のメモリ容量指定信号ME
M2を受ける第3のインバータ回路245cとを有して
いる。さらに、それぞれ、ソースが電源電位VDDを受
け、ドレインがDSG電位を出力し、ゲートが第1〜第
3のインバータ回路245a〜245cの出力をこの順
に対応して受けることにより、第1の実施形態と同様に
DRAMのコア構成又は動作仕様に適合するように選択
的に活性化される第1のpMOSトランジスタ245
d、第2のpMOSトランジスタ245e及び第3のp
MOSトランジスタ245fを有している。
The DSG precharge circuit 245 has a first memory capacity designating signal ME whose input terminal is externally input.
A first inverter circuit 245a receiving M0 and a second memory capacity designating signal ME having an input terminal inputted from outside.
A second inverter circuit 245b receiving M1 and a third memory capacity designating signal ME whose input terminal is externally input.
And a third inverter circuit 245c receiving M2. Further, the first embodiment receives the power supply potential VDD at the source, outputs the DSG potential at the drain, and receives the outputs of the first to third inverter circuits 245a to 245c in this order. A first pMOS transistor 245 selectively activated to conform to the core configuration or operation specifications of the DRAM in the same manner as described above.
d, the second pMOS transistor 245e and the third pMOS transistor 245e.
It has a MOS transistor 245f.

【0165】本実施形態に係るDSGドライバ回路24
1における第1のnMOSトランジスタ241a及び第
2のnMOSトランジスタ241bの基板には、−1.
0V程度のバックゲート電位VBBが印加されているた
め、サブスレショルドリーク電流によるDSG電位の低
下が抑制される。同様に、リファレンス電位生成回路2
44における第2のnMOSトランジスタ244c及び
第3のnMOSトランジスタ244d並びにDSGレベ
ル検出トランジスタ246の基板にも同様のバックゲー
ト電位VBBが印加されており、基板にバックゲート電
位VBBが印加された各nMOSトランジスタは、いず
れも同一の閾値電圧VTNを有する。
The DSG driver circuit 24 according to the present embodiment
In the substrate of the first nMOS transistor 241a and the second nMOS transistor 241b in FIG.
Since the back gate potential VBB of about 0 V is applied, a decrease in the DSG potential due to the sub-threshold leakage current is suppressed. Similarly, the reference potential generation circuit 2
The same back gate potential VBB is applied to the substrate of the second nMOS transistor 244c, the third nMOS transistor 244d, and the DSG level detection transistor 246 in 44, and the respective nMOS transistors having the back gate potential VBB applied to the substrate Have the same threshold voltage VTN.

【0166】以下、前記のように構成されたセンスアン
プグランド回路24の動作について図面を参照しながら
説明する。
Hereinafter, the operation of the sense amplifier ground circuit 24 configured as described above will be described with reference to the drawings.

【0167】図13は本実施形態に係るセンスアンプグ
ランド回路24のタイミングチャートを示している。こ
こでは、本実施形態に係るセンスアンプグランド回路2
4を除くDRAMの構成は第1の実施形態の図2に示し
た構成と同等とする。また、図13に示す、内部ストロ
ーブ信号/RAS、第1及び第2のシェアードゲート信
号SS1,SS2、イコライズ信号EQ、ワード線信号
WL1、センスアンプ駆動信号SEは、いずれも図6に
示した、それぞれ対応する信号と同等のタイミングと
し、各タイミング時刻ta〜tjも同等の時間軸とす
る。
FIG. 13 is a timing chart of the sense amplifier ground circuit 24 according to the present embodiment. Here, the sense amplifier ground circuit 2 according to the present embodiment
The configuration of the DRAM except for the configuration 4 is the same as the configuration shown in FIG. 2 of the first embodiment. The internal strobe signal / RAS, the first and second shared gate signals SS1 and SS2, the equalize signal EQ, the word line signal WL1, and the sense amplifier drive signal SE shown in FIG. 13 are all shown in FIG. The timings are the same as the corresponding signals, and the timing times ta to tj are also the same time axes.

【0168】第1の実施形態との相違点のみを説明する
と、まず、DRAMのプリチャージ期間から時刻tdま
での間の期間は、センスアンプ駆動信号SEはローレベ
ルであり、制御信号発生回路242から出力される接地
電位制御信号NSGがハイレベルとなるため、リファレ
ンス電位生成回路244のpMOSトランジスタ244
aがオフ状態となり且つ第1のnMOSトランジスタ2
44bがオン状態となるので、基準電位VREF2は接
地電位となる。
Explaining only the differences from the first embodiment, first, in the period from the DRAM precharge period to time td, the sense amplifier drive signal SE is at the low level, and the control signal generation circuit 242 , The ground potential control signal NSG output from the reference potential generating circuit 244 becomes high level.
a is turned off and the first nMOS transistor 2
Since 44b is turned on, the reference potential VREF2 becomes the ground potential.

【0169】DSGプリチャージ回路245は、第1〜
第3のメモリ容量指定信号MEM0〜MEM2により選
択された第1〜第3のpMOSトランジスタ245d〜
245fの少なくとも1つが常にオン状態であるが、V
REF2ノードが接地された状態であり、DSGレベル
検出トランジスタ246がオフ状態となるため、DSG
プリチャージ回路245はDSGドライバ回路241に
対して電流の供給を行なわない。このとき、DSGドラ
イバ回路241の第2のnMOSトランジスタ241b
はハイレベルの接地電位制御信号NSGを受けているた
め、DSG電位は接地電位VSSとなる。
The DSG precharge circuit 245 includes
The first to third pMOS transistors 245d to 245d selected by the third memory capacity designation signals MEM0 to MEM2
245f is always on, but V
Since the REF2 node is grounded and the DSG level detection transistor 246 is turned off, the DSG
Precharge circuit 245 does not supply current to DSG driver circuit 241. At this time, the second nMOS transistor 241b of the DSG driver circuit 241
Receives the high-level ground potential control signal NSG, the DSG potential becomes the ground potential VSS.

【0170】次に、時刻tdにおいて、センスアンプ駆
動信号SEがローレベルからハイレベルに遷移する。そ
の後、制御信号発生回路242の遅延回路242aが生
成する所定時間、例えば1ns経過後の時刻teにおい
て、接地電位制御信号NSGがハイレベルからローレベ
ルに遷移する。これにより、DSG電位を接地電位VS
Sと短絡していたDSGドライバ回路241の第2のn
MOSトランジスタ241bがオフ状態となる。
Next, at time td, the sense amplifier drive signal SE changes from low level to high level. Thereafter, at a predetermined time generated by the delay circuit 242a of the control signal generation circuit 242, for example, at a time te after the elapse of 1 ns, the ground potential control signal NSG transitions from the high level to the low level. As a result, the DSG potential is changed to the ground potential VS
The second n of the DSG driver circuit 241 short-circuited with S
MOS transistor 241b is turned off.

【0171】一方、リファレンス電位生成回路244に
おいて、インバータ回路のpMOSトランジスタ244
aがオン状態となり、第1のnMOSトランジスタ24
4bがオフ状態となる。このとき、基準電位VREF2
は、pMOSトランジスタ244aと、第2のnMOS
トランジスタ244c及び第3のnMOSトランジスタ
244dの電流駆動能力の比で決まる電位に安定する
が、pMOSトランジスタ244aは第2及び第3のn
MOSトランジスタ244c,244dと比較して、そ
のトランジスタサイズが小さいため、基準電位VREF
2の安定電位は、第2のnMOSトランジスタ244c
及び第3のnMOSトランジスタ244dの閾値電位の
合計値の2VTNとなる。
On the other hand, in the reference potential generation circuit 244, the pMOS transistor 244 of the inverter circuit
a is turned on, and the first nMOS transistor 24
4b is turned off. At this time, the reference potential VREF2
Are a pMOS transistor 244a and a second nMOS
The potential stabilizes at the potential determined by the ratio of the current driving capabilities of the transistor 244c and the third nMOS transistor 244d, but the pMOS transistor 244a has the second and third nMOS transistors 244d.
Since the transistor size is smaller than MOS transistors 244c and 244d, reference potential VREF
The stable potential of the second nMOS transistor 244c
And the sum of the threshold potentials of the third nMOS transistor 244d is 2 VTN.

【0172】このとき、DSGレベル検出トランジスタ
246は、ソース電位であるDSG電位がセンスアンプ
回路から流入する電流によって若干の上昇を示すのに対
して、ゲート電位である基準電位VREF2が接地電位
から2VTNに上昇するため、オン状態となる。これに
より、DSGプリチャージ回路245からDSGノード
に対して電流が供給され始める。
At this time, in the DSG level detection transistor 246, while the DSG potential as the source potential slightly rises due to the current flowing from the sense amplifier circuit, the reference potential VREF2 as the gate potential becomes 2 VTN from the ground potential. To be turned on. As a result, current starts to be supplied from the DSG precharge circuit 245 to the DSG node.

【0173】このように、時刻teから時刻tfまでの
間は、DSG電位が、同時に活性化された複数のセンス
アンプ回路から流入する電流とDSGプリチャージ回路
245から供給される電流とによって速やかに上昇す
る。
As described above, during the period from time te to time tf, the DSG potential is quickly changed by the currents flowing from the plurality of simultaneously activated sense amplifier circuits and the current supplied from the DSG precharge circuit 245. To rise.

【0174】次に、時刻tfにおいて、DSG電位が閾
値電位VTNまで上昇すると、DSGレベル検出トラン
ジスタ246のソースゲート間のバイアス電圧値がその
閾値電位VTNまで低下するため、DSGプリチャージ
回路245からのDSGノードへの電流供給が再び遮断
される。
Next, at time tf, when the DSG potential rises to the threshold potential VTN, the bias voltage between the source and the gate of the DSG level detection transistor 246 drops to the threshold potential VTN. The current supply to the DSG node is cut off again.

【0175】さらに、DSG電位が閾値電位VTNより
も高くなった場合には、DSGドライバ回路241の第
1のnMOSトランジスタ241aがオン状態となるた
め、DSG電位配線に対する余剰の蓄積電荷が接地電位
に引く抜かれる第1の作用と、また、時刻tfから時刻
tjまでの期間において、ビット相補線/BLの電位が
DSG電位とほぼ同一の電位まで下がっているため、セ
ンスアンプ回路からDSGノードに流れ込む電流量が少
なくなる第2の作用とにより、時刻tf以降のDSG電
位は閾値電位VTN近傍で安定する。
Further, when the DSG potential becomes higher than the threshold potential VTN, the first nMOS transistor 241a of the DSG driver circuit 241 is turned on, so that the excess accumulated charge on the DSG potential wiring becomes the ground potential. Since the potential of the bit complementary line / BL has fallen to substantially the same potential as the DSG potential during the period from time tf to time tj during the first operation to be pulled out, the sense amplifier circuit flows into the DSG node. Due to the second action in which the amount of current decreases, the DSG potential after time tf stabilizes near the threshold potential VTN.

【0176】このように、時刻tfからtjまでの期間
に、DSG電位は閾値電位VTNの近傍にクランプされ
るが、DSGドライバ回路241の第1のnMOSトラ
ンジスタ241a及び第2のnMOSトランジスタ24
1bのサブスレショルドリーク電流や外来ノイズ等の影
響によってDSG電位が閾値電位VTNから下がるよう
な場合には、DSGレベル検出トランジスタ246がオ
ン状態となり、DSGプリチャージ回路245からDS
Gノードに対して電流を供給することによりDSG電位
を閾値電位VTNまで上昇させる。
As described above, during the period from time tf to tj, the DSG potential is clamped near the threshold potential VTN, but the first nMOS transistor 241a and the second nMOS transistor 241a of the DSG driver circuit 241 are provided.
If the DSG potential drops below the threshold potential VTN due to the influence of the sub-threshold leakage current 1b or external noise, the DSG level detection transistor 246 is turned on and the DSG precharge circuit
By supplying a current to the G node, the DSG potential is raised to the threshold potential VTN.

【0177】次に、時刻thにおいて、センスアンプ駆
動信号SEがハイレベルからローレベルに遷移し、その
後、制御信号発生回路242の遅延回路242aが生成
する所定時間後の時刻tjにおいて、接地電位制御信号
NSGがローレベルからハイレベルへに遷移するため、
DSGドライバ回路241の第2のnMOSトランジス
タ241bがオン状態となって、DSG電位が接地電位
VSSとなる。
Next, at time th, the sense amplifier drive signal SE changes from the high level to the low level. Then, at time tj after a predetermined time generated by the delay circuit 242a of the control signal generation circuit 242, the ground potential control signal SE is generated. Since the signal NSG changes from low level to high level,
The second nMOS transistor 241b of the DSG driver circuit 241 is turned on, and the DSG potential becomes the ground potential VSS.

【0178】また、リファレンス電位生成回路244に
おいても、pMOSトランジスタ244aがオフ状態と
なり、第1のnMOSトランジスタ244bがオン状態
となるため、基準電位VREF2が接地電位VSSと短
絡し、これにより、DSGレベル検出トランジスタ24
6がオフ状態となって、DSGプリチャージ回路245
からのDSGノードに対する電流供給が停止する。
In the reference potential generation circuit 244, the pMOS transistor 244a is turned off and the first nMOS transistor 244b is turned on, so that the reference potential VREF2 is short-circuited to the ground potential VSS. Detection transistor 24
6 is turned off and the DSG precharge circuit 245
Current supply to the DSG node is stopped.

【0179】以上説明したように、本実施形態に係るセ
ンスアンプグランド回路24は、第1の実施形態に係る
センスアンプグランド回路23のDSGレベル検出回路
235に代えてDSGレベル検出トランジスタ246を
有している。これは、DSG電位が所定電位VTNに近
くなるほど、DSGレベル検出トランジスタ246の電
流駆動能力が小さくなる性質を用いている。
As described above, the sense amplifier ground circuit 24 according to the present embodiment has the DSG level detection transistor 246 instead of the DSG level detection circuit 235 of the sense amplifier ground circuit 23 according to the first embodiment. ing. This uses the property that the current driving capability of the DSG level detection transistor 246 decreases as the DSG potential approaches the predetermined potential VTN.

【0180】また、DSGレベル検出トランジスタ24
6は、DSGプリチャージ回路245からDSGノード
へと供給されるプリチャージ電流の電流量を制御し、こ
のため、DSG電位の検出動作からプリチャージ動作ま
での伝搬遅延が発生せず、プリチャージ電流の余分な消
費を極めて小さく抑えることができる。
The DSG level detection transistor 24
Numeral 6 controls the amount of the precharge current supplied from the DSG precharge circuit 245 to the DSG node, so that there is no propagation delay from the DSG potential detection operation to the precharge operation, and the precharge current The extra consumption of can be kept very small.

【0181】また、DSGノードに供給するプリチャー
ジ電流がDSG電位と対応してアナログ的に変化するた
め、第1の実施形態に係るセンスアンプグランド回路2
3と比べてDSG電位の変動を抑えられるので、ローデ
ータが書き込まれたDRAMのメモリセルの蓄積電荷量
にばらつきが生じにくい。
Further, since the precharge current supplied to the DSG node changes in an analog manner in accordance with the DSG potential, the sense amplifier ground circuit 2 according to the first embodiment is changed.
Since the fluctuation of the DSG potential can be suppressed as compared with 3, the variation in the amount of charge stored in the memory cell of the DRAM to which the low data has been written is less likely to occur.

【0182】さらに、第1の実施形態に係るDSGレベ
ル検出回路235とシュミットトリガー回路236とを
設ける必要がなく、ダイナミックセンスグランド回路2
4本体の動作電流を低減できるため、回路のレイアウト
サイズも小さくできるので、低消費電力で且つ高集積度
のDRAMを実現できる。 (第4の実施形態)以下、本発明の第4の実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。
Further, there is no need to provide the DSG level detection circuit 235 and the Schmitt trigger circuit 236 according to the first embodiment.
Since the operating current of the four main bodies can be reduced, the layout size of the circuit can be reduced, so that a DRAM with low power consumption and high integration can be realized. (Fourth Embodiment) Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0183】図14は本発明の第4の実施形態に係る半
導体記憶装置におけるセンスアンプグランド回路の回路
構成を示している。図14に示すセンスアンプグランド
回路25は、ダイナミックセンスアンプグランド電位D
SGを駆動し、接地電位生成部及び閾値電位生成部とし
てのDSGドライバ回路251及びDSGサブドライバ
回路252と、接地電位制御部としての制御信号発生回
路232と、電位補償部としてのDSG電位補償回路2
33と、制御信号発生回路232からの接地電位制御信
号NSGを受け、DSGドライバ回路251又はDSG
サブドライバ回路252を選択する閾値電位生成用半導
体素子選択手段としてのDSGドライバ切替回路253
とからなる。ここで、制御信号発生回路232及びDS
G電位補償回路233は、それぞれ第1の実施形態と同
様の回路構成とする。
FIG. 14 shows a circuit configuration of a sense amplifier ground circuit in a semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention. The sense amplifier ground circuit 25 shown in FIG.
Driving the SG, a DSG driver circuit 251 and a DSG sub-driver circuit 252 as a ground potential generation unit and a threshold potential generation unit, a control signal generation circuit 232 as a ground potential control unit, and a DSG potential compensation circuit as a potential compensation unit 2
33 and the ground potential control signal NSG from the control signal generation circuit 232, and
DSG driver switching circuit 253 as a threshold potential generation semiconductor element selecting means for selecting sub-driver circuit 252
Consists of Here, the control signal generation circuit 232 and the DS
The G potential compensation circuit 233 has the same circuit configuration as that of the first embodiment.

【0184】DSGドライバ回路251は、ゲート及び
ドレインがDSGドライバ切替回路253の一の入力端
子と共通接続された第1の閾値電位生成用半導体素子と
しての第1のnMOSトランジスタ251aと、該第1
のnMOSトランジスタ251aと並列接続され、制御
信号発生回路232からの接地電位制御信号NSGを受
けて出力電位を接地電位とする接地電位生成用半導体素
子としての第2のnMOSトランジスタ251bとから
なる。
The DSG driver circuit 251 includes a first nMOS transistor 251a as a first threshold potential generating semiconductor element having a gate and a drain commonly connected to one input terminal of the DSG driver switching circuit 253, and the first nMOS transistor 251a.
And a second nMOS transistor 251b as a ground potential generating semiconductor element receiving the ground potential control signal NSG from the control signal generation circuit 232 and setting the output potential to the ground potential.

【0185】DSGサブドライバ回路252は、ゲート
及びドレインがDSGドライバ切替回路253の他の入
力端子と共通接続された第2の閾値電位生成用半導体素
子としてのnMOSトランジスタ252aからなる。
The DSG sub-driver circuit 252 comprises an nMOS transistor 252a as a second threshold potential generating semiconductor element having a gate and a drain commonly connected to another input terminal of the DSG driver switching circuit 253.

【0186】DSGドライバ切り替え回路253は、一
方の入力端子に制御信号発生回路232からの接地電位
制御信号NSGを受け、他方の入力端子に、接地電位制
御信号NSGに所定の遅延時間を付与する遅延回路25
3aからの遅延信号を受け、内部選択信号DSELを出
力するOR回路235bと、ゲートが内部選択信号DS
ELを受け、ソースがDSGドライバ回路251からの
出力信号を受け、ドレインがDSGノードに接続された
第1のnMOSトランジスタ253cと、ゲートがイン
バータ回路253dを介して反転された内部選択信号D
SELを受け、ソースがDSGサブドライバ回路252
からの出力信号を受け、ドレインがDSGノードに接続
された第2のnMOSトランジスタ253eと構成され
ている。
DSG driver switching circuit 253 has one input terminal receiving ground potential control signal NSG from control signal generation circuit 232 and the other input terminal providing a predetermined delay time to ground potential control signal NSG. Circuit 25
3a, and an OR circuit 235b for receiving the delay signal from 3a and outputting an internal selection signal DSEL;
EL, a source receives an output signal from the DSG driver circuit 251, a drain is connected to the first nMOS transistor 253c connected to the DSG node, and a gate is inverted through an inverter circuit 253d.
SEL is received and the source is the DSG sub-driver circuit 252
And a second nMOS transistor 253e having a drain connected to the DSG node.

【0187】ここで、DSGドライバ回路251及びD
SGサブドライバ回路252の基板には−1.0V程度
のバックゲート電位が印加されている。また、DSGサ
ブドライバ回路252のnMOSトランジスタ252a
のサイズはDSGドライバ回路251の第1のnMOS
トランジスタ251aのサイズよりも小さい。
Here, the DSG driver circuits 251 and D
A back gate potential of about -1.0 V is applied to the substrate of the SG sub-driver circuit 252. Also, the nMOS transistor 252a of the DSG sub-driver circuit 252
Is the size of the first nMOS of the DSG driver circuit 251.
It is smaller than the size of the transistor 251a.

【0188】以下、前記のように構成されたセンスアン
プグランド回路25の動作について図面を参照しながら
説明する。
Hereinafter, the operation of the sense amplifier ground circuit 25 configured as described above will be described with reference to the drawings.

【0189】図15は本実施形態に係るセンスアンプグ
ランド回路25のタイミングチャートを示している。こ
こでは、本実施形態に係るセンスアンプグランド回路2
5を除くDRAMの構成は第1の実施形態の図2に示し
た構成と同等とする。
FIG. 15 is a timing chart of the sense amplifier ground circuit 25 according to the present embodiment. Here, the sense amplifier ground circuit 2 according to the present embodiment
The configuration of the DRAM except for the configuration 5 is the same as the configuration shown in FIG. 2 of the first embodiment.

【0190】まず、図15に示すDRAMのプリチャー
ジ期間から時刻tkまでの間の期間において、DSGド
ライバ切替回路253の内部選択信号DSELは、図1
4に示す制御信号発生回路232からの接地電位制御信
号NSGの立ち下がりのタイミングを遅延させた信号で
ある。この期間においては、内部選択信号DSELはハ
イレベル状態にあるため、図14に示すDSGドライバ
切替回路253の第1のnMOSトランジスタ253c
がオン状態となり、第2のnMOSトランジスタ253
eがオフ状態となる。このため、DSGノードは、第1
のnMOSトランジスタ253cを介してDSGドライ
バ回路251と電気的に接続される。従って、この期間
中は、DSGドライバ回路251によって、DRAMの
プリチャージ期間から時刻teまでの間にDSG電位を
接地電位VSSと短絡する動作と、時刻teから時刻t
kまでの間にクランプ作用によってDSG電位を所定の
閾値電位に上昇させる動作とが行なわれる。
First, during the period from the precharge period of the DRAM shown in FIG. 15 to time tk, the internal selection signal DSEL of the DSG driver switching circuit 253 is set to the level shown in FIG.
4 is a signal obtained by delaying the fall timing of the ground potential control signal NSG from the control signal generation circuit 232 shown in FIG. In this period, since the internal selection signal DSEL is at the high level, the first nMOS transistor 253c of the DSG driver switching circuit 253 shown in FIG.
Is turned on, and the second nMOS transistor 253 is turned on.
e is turned off. For this reason, the DSG node
Is electrically connected to the DSG driver circuit 251 via the nMOS transistor 253c. Therefore, during this period, the DSG driver circuit 251 short-circuits the DSG potential to the ground potential VSS during the period from the DRAM precharge period to time te;
An operation of raising the DSG potential to a predetermined threshold potential by a clamping action until k is performed.

【0191】次に、接地電位制御信号NSGのローレベ
ルへの遷移時刻である時刻teからDSGドライバ切替
回路253の遅延回路253aにより生成される所定時
間後のタイミングである時刻tkにおいて、内部選択信
号DSELがハイレベルからローレベルに遷移する。こ
れにより、図14に示すDSGドライバ切替回路253
の第1のnMOSトランジスタ253cがオフ状態とな
り、第2のnMOSトランジスタ253eがオン状態と
なる。従って、DSGノードは、第2のnMOSトラン
ジスタ253eを介してDSGサブドライバ回路252
と電気的に接続される。時刻tk以降のDSG電位は、
DSGドライバ回路251の第1のnMOSトランジス
タ251aの閾値電位とほぼ同等の閾値電位VTNの近
傍まで上昇しており、また、ビット相補線/BLのロー
レベル電位はDSG電位まで下がっている。
Next, at time tk which is a timing after a predetermined time generated by delay circuit 253a of DSG driver switching circuit 253 from time te which is the transition time of ground potential control signal NSG to low level, internal selection signal DSEL transitions from high level to low level. Thereby, the DSG driver switching circuit 253 shown in FIG.
The first nMOS transistor 253c is turned off, and the second nMOS transistor 253e is turned on. Therefore, the DSG node is connected to the DSG sub-driver circuit 252 via the second nMOS transistor 253e.
Is electrically connected to The DSG potential after time tk is
The threshold potential of the first nMOS transistor 251a of the DSG driver circuit 251 has risen to the vicinity of a threshold potential VTN substantially equal to the threshold potential thereof, and the low level potential of the bit complementary line / BL has dropped to the DSG potential.

【0192】これにより、DSG電位補償回路233又
は活性状態にあるセンスアンプ回路からDSGサブドラ
イバ回路252に対して流入する電流量が少なくなるた
め、DSGドライバ回路251の第1のnMOSトラン
ジスタ251aと比較してそのサイズが小さいDSGサ
ブドライバ回路252のnMOSトランジスタ252a
であっても、DSG電位を安定して閾値電位VTNの近
傍に保持することができる。
As a result, the amount of current flowing from the DSG potential compensating circuit 233 or the sense amplifier circuit in the active state to the DSG sub-driver circuit 252 is reduced, and is compared with the first nMOS transistor 251a of the DSG driver circuit 251. And the nMOS transistor 252a of the DSG sub-driver circuit 252 having a small size.
However, the DSG potential can be stably held near the threshold potential VTN.

【0193】次に、時刻tjにおいて、内部制御信号N
SGと内部選択信号DSELが共にローレベルからハイ
レベルに遷移すると、DSGノードはDSGドライバ切
替回路253の第1のnMOSトランジスタ253cを
介してDSGドライバ回路251と電気的な接続状態と
なる。さらに、時刻tj以降のDSG電位は、DSGド
ライバ回路251の第2のnMOSトランジスタ251
bを介して接地電位VSSと短絡する。
Next, at time tj, internal control signal N
When both SG and the internal selection signal DSEL transition from low level to high level, the DSG node is electrically connected to the DSG driver circuit 251 via the first nMOS transistor 253c of the DSG driver switching circuit 253. Further, the DSG potential after time tj is changed to the second nMOS transistor 251 of the DSG driver circuit 251.
short-circuited to the ground potential VSS via b.

【0194】以上説明したよう、本実施形態に係るセン
スアンプグランド回路25は、互いに電流駆動能力が異
なるDSGドライバ回路251、DSGドライバサブ回
路252及びこれらを選択するDSGドライバ切替回路
253を備えているため、センスアンプの駆動タイミン
グである時刻tdの直後又はDSG電位補償回路233
が活性化してDSG電位を昇圧する時刻teの直後のD
SGノードに大きな電流が流れ込む期間において、DS
Gドライバ回路251にサイズが相対的に大きいトラン
ジスタを用いることによりDSG電位の過剰な上昇を抑
えることができるため、DSG電位が確実に安定する。
As described above, the sense amplifier ground circuit 25 according to the present embodiment includes the DSG driver circuits 251 and the DSG driver sub-circuits 252 having different current driving capabilities, and the DSG driver switching circuit 253 for selecting these. Therefore, immediately after time td, which is the drive timing of the sense amplifier, or the DSG potential compensation circuit 233
Is activated and D is raised immediately after the time te when the DSG potential is boosted.
During the period when a large current flows into the SG node, DS
By using a transistor having a relatively large size for the G driver circuit 251, an excessive increase in the DSG potential can be suppressed, so that the DSG potential is reliably stabilized.

【0195】さらに、DSG電位補償回路233が活性
化する時刻te以降のDSG電位とビット線対BL,/
BLのうちのローレベル側の電位とが、DSGドライバ
回路251の第1のnMOSトランジスタの閾値とほぼ
同等の閾値電位VTNの近傍に安定した後は、ドライバ
回路としてトランジスタサイズが小さいDSGサブドラ
イバ回路252を選択して用いることにより、DSGド
ライバ回路251を介したリーク電流によるDSG電位
の低下を抑制できる。
Further, the DSG potential after time te when DSG potential compensating circuit 233 is activated and bit line pair BL, /
After the low-level potential of BL is stabilized near the threshold potential VTN substantially equal to the threshold of the first nMOS transistor of the DSG driver circuit 251, the DSG sub-driver circuit having a small transistor size as a driver circuit By selecting and using 252, it is possible to suppress a decrease in the DSG potential due to a leak current via the DSG driver circuit 251.

【0196】このように、本実施形態に係るセンスアン
プグランド回路25は、第1の実施形態に係るセンスア
ンプグランド回路23と比較して、図6に示す動作時刻
tf〜tjの間の、リーク電流によるDSG電位の低下
を抑制できるため、DSG電位を補償するためのプリチ
ャージ電流の消費量を低減できるので、特にDRAMが
ページ動作を行なうような場合等、センスアンプ活性期
間が比較的長い動作を行なう際の消費電力を低減でき
る。
As described above, the sense amplifier ground circuit 25 according to the present embodiment is different from the sense amplifier ground circuit 23 according to the first embodiment in that the leakage current between the operation times tf to tj shown in FIG. Since the decrease in the DSG potential due to the current can be suppressed, the consumption amount of the precharge current for compensating the DSG potential can be reduced. Power consumption when performing the above.

【0197】[0197]

【発明の効果】本発明に係る半導体記憶装置によると、
メモリセルがデータ保持用のキャパシタ及び該キャパシ
タとビット線とのアクセスがワード線により制御される
スイッチトランジスタを有する場合には、非選択のワー
ド線と接続されるメモリセルにおいて、低レベル電位が
第2の電位である閾値電位生成用半導体素子の閾値電位
とほぼ等しくなるため、スイッチトランジスタのオフ時
のゲートドレイン間電圧値が大きくなるので、メモリセ
ルのサブスレショルドリーク電流が低減し、その結果、
メモリセルの電荷保持特性が向上する。また、センスア
ンプ回路がトランジスタを含む場合には、センスアンプ
の低レベル電位が第1の電位である接地電位とほぼ等し
くなるため、該トランジスタのオン時のゲートソース間
電圧値が大きくなるので、センスアンプのセンススピー
ドが劣化せず且つメモリセルの動作下限電圧を小さくで
きる。
According to the semiconductor memory device of the present invention,
When the memory cell includes a capacitor for holding data and a switch transistor in which access between the capacitor and the bit line is controlled by a word line, a low-level potential is applied to a memory cell connected to an unselected word line. Since the threshold voltage of the semiconductor device for generating a threshold potential, which is the potential of 2, is substantially equal to the threshold potential of the semiconductor element, the gate-drain voltage when the switch transistor is off increases, and the sub-threshold leakage current of the memory cell is reduced.
The charge retention characteristics of the memory cell are improved. In the case where the sense amplifier circuit includes a transistor, the low-level potential of the sense amplifier is substantially equal to the ground potential, which is the first potential, so that the gate-source voltage when the transistor is on increases. The sense lower limit voltage of the memory cell can be reduced without deteriorating the sense speed of the sense amplifier.

【0198】本発明の半導体記憶装置において、接地電
位生成用半導体素子が、接地電位制御部からの制御信号
を受け、複数のセンスアンプ回路のうちの一部のセンス
アンプ回路が活性化された時点から所定期間にわたって
活性化されることにより第1の電位を生成し、閾値電位
生成用半導体素子が、接地電位生成用半導体素子が活性
化されていない期間に第2の電位を生成すると、外部か
ら選択されたセンスアンプの動作の立ち上がり時に低レ
ベル電位が第1の電位である接地電位とほぼ等しくなる
ため、センスアンプにおけるトランジスタのオン時のゲ
ートソース間電圧値が確実に大きくなる。
In the semiconductor memory device of the present invention, when the ground potential generating semiconductor element receives a control signal from the ground potential control unit and a part of the plurality of sense amplifier circuits is activated. When the first potential is generated by being activated for a predetermined period from the time when the threshold potential generating semiconductor element generates the second potential during a period in which the ground potential generating semiconductor element is not activated, When the operation of the selected sense amplifier rises, the low-level potential is substantially equal to the ground potential, which is the first potential, so that the gate-source voltage of the sense amplifier when the transistor is turned on is reliably increased.

【0199】本発明の半導体記憶装置において、接地電
位生成用半導体素子が、接地電位制御部からの制御信号
を受け、複数のセンスアンプ回路が非活性状態である期
間中及び複数のセンスアンプ回路のうちの一部のセンス
アンプ回路が活性化された時点から所定の期間中に活性
化されることにより第1の電位を生成し、閾値電位生成
用半導体素子が、接地電位生成用半導体素子が活性化さ
れていない期間に第2の電位を生成すると、センスアン
プが非活性状態のときにも低レベル電位がほぼ第1の電
位である接地電位となるため、メモリのスタンバイ期間
に接地電位を発生させて該接地電位を保持する手段が必
要でなくなると共に、低レベル電位生成手段の消費電流
を抑制できるので、装置構成が簡単化され且つ装置全体
の消費電流を低減できる。
In the semiconductor memory device of the present invention, the ground potential generating semiconductor element receives a control signal from the ground potential control unit, and during a period in which the plurality of sense amplifier circuits are inactive and in the plurality of sense amplifier circuits. The first potential is generated by being activated during a predetermined period from the time when some of the sense amplifier circuits are activated, and the semiconductor element for generating the threshold potential is activated when the semiconductor element for generating the ground potential is activated. If the second potential is generated during the non-active period, the low level potential becomes almost the first potential, that is, the ground potential even when the sense amplifier is inactive, so that the ground potential is generated during the memory standby period. As a result, the means for holding the ground potential is not required, and the current consumption of the low-level potential generating means can be suppressed, so that the apparatus configuration is simplified and the current consumption of the entire apparatus is reduced. Kill.

【0200】本発明の半導体記憶装置において、低レベ
ル電位生成手段が、閾値電位とほぼ同電位である基準電
位を生成する基準電位生成部と、低レベル電位が基準電
位よりも高い電位となるように電流を供給することによ
り低レベル電位を補償する電位補償部とをさらに有し、
基準電位生成部及び電位補償部が、接地電位生成部が活
性化されていない期間に動作すると、低レベル電位が接
地電位とされている期間は、基準電位生成部及び電位補
償部を非活性状態とすることができるため、低レベル電
位の駆動に伴う消費電力を極めて小さくできる。
In the semiconductor memory device of the present invention, the low-level potential generating means generates a reference potential substantially equal to the threshold potential, and the low-level potential becomes higher than the reference potential. A potential compensating unit that compensates the low-level potential by supplying current to the
When the reference potential generator and the potential compensator operate during a period in which the ground potential generator is not activated, the reference potential generator and the potential compensator are in an inactive state during a period in which the low-level potential is the ground potential. Therefore, power consumption associated with driving at a low level potential can be extremely reduced.

【0201】この場合に、複数のセンスアンプ回路のう
ちの活性状態のセンスアンプ回路に接続されているビッ
ト線対のうちのより低電位のビット線の電位が低レベル
電位よりも高い状態にあるときに接地電位生成部が活性
状態から非活性状態に遷移すると、低レベル電位の配線
には、活性化されたビット線から電流が流入するため、
低レベル電位を閾値電位にまで昇圧するための電位補償
部からの電流量を減らすことができるので、該電位補償
部の消費電流を確実に低減できる。
In this case, the potential of the lower potential bit line of the bit line pair connected to the active sense amplifier circuit of the plurality of sense amplifier circuits is higher than the low level potential. When the ground potential generating unit transitions from the active state to the inactive state, a current flows from the activated bit line to the low-level potential wiring.
Since the amount of current from the potential compensator for boosting the low-level potential to the threshold potential can be reduced, the current consumption of the potential compensator can be reliably reduced.

【0202】この場合に、電位補償部がメモリセルアレ
イのメモリ容量に応じて電位補償部の電流供給能力を切
り替える電流供給能力切替手段を有していると、記憶装
置の記憶容量ごとに電位補償部の電流供給能力を変更で
きるため、メモリ容量によっ低レベル電位の配線容量値
が変化する場合であっても、低レベル電位の補償(プリ
チャージ)能力が最適化されるので、消費電力の増加を
抑えることができる。
In this case, if the potential compensator has current supply capability switching means for switching the current supply capability of the potential compensator in accordance with the memory capacity of the memory cell array, the potential compensator is provided for each storage capacity of the storage device. , The power supply capability of the low-level potential can be optimized even if the wiring capacitance value of the low-level potential changes depending on the memory capacity, thereby increasing power consumption. Can be suppressed.

【0203】この場合に、電位補償部が、複数のセンス
アンプ回路のうち、一の動作タイミングで活性化される
センスアンプ回路の個数に応じて電位補償部の電流供給
能力を切り替える電流供給能力切替手段を有している
と、一の動作タイミングで活性化されるセンスアンプ回
路の個数に応じて電位補償部の電流供給能力を選択でき
るため、一の動作タイミングで活性化されるセンスアン
プの数が少ない場合であっても、低レベル電位の上昇速
度が遅くならないようにできるので、メモリセルの電位
保持特性をより確実に向上できる。
In this case, the potential compensation unit switches the current supply capability of the potential compensation unit according to the number of sense amplifier circuits activated at one operation timing among the plurality of sense amplifier circuits. With the means, the current supply capability of the potential compensator can be selected according to the number of sense amplifier circuits activated at one operation timing, so that the number of sense amplifiers activated at one operation timing Therefore, even when the number is small, the rising speed of the low-level potential can be prevented from becoming slow, so that the potential holding characteristics of the memory cell can be more reliably improved.

【0204】発明の半導体記憶装置において、低レベル
電位生成手段が、閾値電位のほぼ2倍の電位の基準電位
を生成する基準電位生成部と、低レベル電位が閾値電位
とほぼ等しくなるように電流を供給することにより低レ
ベル電位を補償する電位補償部とをさらに有し、電位補
償部が、ゲートが基準電位を受け、ドレインが電位補償
部からの電流を受け、ソースが低レベル電位を出力する
電界効果トランジスタを含むと、低レベル電位の検値動
作と低レベル電位を昇圧する電流の電流供給量の調整動
作とが一のトランジスタによって行なわれるため、検値
動作から電流供給動作までの伝達遅延が発生しないの
で、補償電位にまでプリチャージするプリチャージ電流
を低減できる。また、プリチャージ電流が低レベル電位
と対応してアナログ的に変化するため、該低レベル電位
の変動を抑えられるので、ローデータが書き込まれたメ
モリセルの蓄積電荷量にばらつきが生じにくい。
In the semiconductor memory device according to the present invention, the low-level potential generating means includes a reference potential generating section for generating a reference potential almost twice as high as the threshold potential, and a current so that the low-level potential becomes substantially equal to the threshold potential. And a potential compensator for compensating for the low-level potential by supplying the potential. The potential compensator has a gate receiving the reference potential, a drain receiving a current from the potential compensator, and a source outputting the low-level potential. When the transistor includes a field effect transistor, the detection operation of the low level potential and the adjustment operation of the current supply amount of the current for boosting the low level potential are performed by one transistor, so that the transmission from the detection operation to the current supply operation is performed. Since no delay occurs, the precharge current for precharging to the compensation potential can be reduced. Further, since the precharge current changes in an analog manner in correspondence with the low-level potential, the fluctuation of the low-level potential can be suppressed, and thus the amount of charge stored in the memory cell in which the low data is written hardly varies.

【0205】この場合に、複数のセンスアンプ回路のう
ちの活性状態のセンスアンプ回路に接続されているビッ
ト線対のうちのより低電位のビット線の電位が低レベル
電位よりも高い状態にあるときに接地電位生成部が活性
状態から非活性状態に遷移すると、低レベル電位の配線
には、活性化されたビット線から電流が流入するため、
低レベル電位を閾値電位にまで昇圧するための電位補償
部からの電流量を減らすことができるので、該電位補償
部の消費電流を確実に低減できる。
In this case, the potential of the lower potential bit line of the bit line pair connected to the active sense amplifier circuit of the plurality of sense amplifier circuits is higher than the low level potential. When the ground potential generating unit transitions from the active state to the inactive state, a current flows from the activated bit line to the low-level potential wiring.
Since the amount of current from the potential compensator for boosting the low-level potential to the threshold potential can be reduced, the current consumption of the potential compensator can be reliably reduced.

【0206】本発明の半導体記憶装置において、閾値電
位生成用半導体素子が第1の半導体素子と第2の半導体
素子とからなり、低レベル電位生成手段が、低レベル電
位が接地電位よりも高い電位となるように電流を供給す
ることにより低レベル電位を補償する電位補償部と、接
地電位制御部からの制御信号を受け、第1の半導体素子
又は第2の半導体素子を選択する閾値電位生成用半導体
素子選択手段とをさらに有していると、センスアンプに
大電流が流れる期間と大電流が流れない期間とによって
接地電位よりも高い低レベル電位を第1の半導体素子又
は第2の半導体素子のいずれかを選択できるため、セン
スアンプに大電流が流れる期間に相対的にサイズが大き
い半導体素子を用いれば、低レベル電位の過剰な上昇を
抑制できる。また、大電流が流れない期間により相対的
にサイズが小さい半導体素子を用いれば、該半導体素子
のリーク電流による低レベル電位の低下を抑制できるの
で、電位補償部の消費電流を低減できる。
In the semiconductor memory device of the present invention, the semiconductor element for generating a threshold potential includes a first semiconductor element and a second semiconductor element, and the low-level potential generation means includes a low-level potential higher than a ground potential. A potential compensating unit for compensating a low level potential by supplying a current so as to generate a threshold potential for receiving a control signal from a ground potential control unit and selecting a first semiconductor element or a second semiconductor element. When the semiconductor device further comprises a semiconductor element selecting means, the first semiconductor element or the second semiconductor element can be set to a low level potential higher than the ground potential depending on a period in which a large current flows through the sense amplifier and a period in which the large current does not flow. Therefore, if a semiconductor element having a relatively large size is used during a period in which a large current flows through the sense amplifier, an excessive rise in the low-level potential can be suppressed. In addition, when a semiconductor element having a relatively small size is used in a period during which a large current does not flow, a decrease in low-level potential due to a leakage current of the semiconductor element can be suppressed, so that current consumption of the potential compensation unit can be reduced.

【0207】本発明の半導体記憶装置において、メモリ
セルアレイを複数備え、複数のメモリセルアレイごとに
おけるワード線が延びる方向に対して平行な側部に複数
のセンスアンプ回路がそれぞれ隣接するように設けられ
てなる複数のセンスアンプ列と、複数のメモリセルアレ
イと複数のセンスアンプ列とからなるメモリコアブロッ
クとを有し、低レベル電位生成手段が、メモリコアブロ
ックにおける複数のセンスアンプ列が延びる方向に対し
て平行な両側部と隣接するように設けられていると、低
レベル電位生成手段が、低レベル電位生成手段と各セン
スアンプ回路との実効的な抵抗値を下げられるため、配
線抵抗の電圧降下に起因するセンススピードの劣化が生
じにくくなる。さらに、同時に活性化される複数のセン
スアンプ回路のそれぞれが低レベル電位生成手段と等距
離に位置するため、同時に活性化されるセンスアンプ回
路ごとの動作特性にばらつきが生じにくくなるので、記
憶装置の読み出し動作及び書き込み動作が安定する。
In the semiconductor memory device of the present invention, a plurality of memory cell arrays are provided, and a plurality of sense amplifier circuits are provided so as to be adjacent to respective sides of each of the plurality of memory cell arrays which are parallel to the direction in which the word lines extend. A plurality of sense amplifier rows, and a memory core block including a plurality of memory cell arrays and a plurality of sense amplifier rows, and the low-level potential generation means is provided in a direction in which the plurality of sense amplifier rows in the memory core block extend. The low-level potential generation means can reduce the effective resistance value between the low-level potential generation means and each sense amplifier circuit, so that the voltage drop of the wiring resistance is reduced. , The sense speed is less likely to deteriorate. Further, since the plurality of simultaneously activated sense amplifier circuits are located at the same distance from the low-level potential generation means, the operating characteristics of the simultaneously activated sense amplifier circuits are less likely to vary, so that the storage device Read operation and write operation become stable.

【0208】この場合に、低レベル電位生成手段の接地
電位生成用半導体素子及び閾値電位生成用半導体素子並
びにセンスアンプ列が有する半導体素子が、それぞれ半
導体基板に連続して設けられた共有ウェルに形成されて
いると、互いに異なる導電型のウェルに形成された半導
体素子(トランジスタ)同士の場合は、ラッチアップ等
の不具合を回避するため、互いに所定の間隔をおいて形
成する必要があるが、共有ウェル構造としているため、
回路の集積度を向上させることができる。
In this case, the semiconductor element for generating the ground potential, the semiconductor element for generating the threshold potential, and the semiconductor element included in the sense amplifier array of the low-level potential generating means are formed in the shared wells respectively provided continuously on the semiconductor substrate. In this case, in the case of semiconductor elements (transistors) formed in wells of different conductivity types, it is necessary to form them at a predetermined distance from each other in order to avoid problems such as latch-up. Because of the well structure,
The degree of circuit integration can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る半導体記憶装置における動的セン
スグランド方式を説明する機能構成図である。
FIG. 1 is a functional configuration diagram illustrating a dynamic sense ground system in a semiconductor memory device according to the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置
を示す部分的なブロック構成図である。
FIG. 2 is a partial block configuration diagram illustrating the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置
におけるメモリセルアレイブロック、センスアンプブロ
ック及びセンスアンプドライバ回路を示す回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a memory cell array block, a sense amplifier block, and a sense amplifier driver circuit in the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置
におけるセンスアンプグランド回路を示す回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a sense amplifier ground circuit in the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置
におけるDSG電位補償回路の動作特性を示す概念図で
ある。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating operation characteristics of a DSG potential compensation circuit in the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置
のタイミングチャート図である。
FIG. 6 is a timing chart of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】(a)及び(b)は本発明の第1の実施形態に
係るダイナミックセンスアンプグランド(DSG)電位
の電位変化を表わし、(a)は比較用であってDSG電
位を接地電位に固定した場合の電位波形図であり、
(b)は第1の実施形態に係るセンスアンプグランド回
路を用いた場合の電位波形図である。
FIGS. 7A and 7B show a change in the potential of a dynamic sense amplifier ground (DSG) potential according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a potential waveform diagram when the voltage is fixed to
(B) is a potential waveform diagram when the sense amplifier ground circuit according to the first embodiment is used.

【図8】本発明の第1の実施形態に係るDSGプリチャ
ージ回路に対する各MEM信号の設定方法を説明するた
めの一覧表である。
FIG. 8 is a list for explaining a method of setting each MEM signal for the DSG precharge circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施形態に係る半導体記憶装置
のレイアウトを示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a layout of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施形態に係る半導体記憶装
置の断面構成であって、図9のC−C線におけるパッケ
ージ封止後の半導体基板並びにその主面上に形成された
素子及び配線を示す構成断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention, showing a semiconductor substrate after package sealing along line CC of FIG. 9, elements formed on the main surface thereof, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a wiring.

【図11】本発明の第2の実施形態に係る半導体記憶装
置の平面構成であって、図9のC−C線を囲む領域Fの
拡大図である。
FIG. 11 is a plan view of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a region F surrounding the line CC in FIG. 9;

【図12】本発明の第3の実施形態に係る半導体記憶装
置におけるセンスアンプグランド回路を示す回路図であ
る。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a sense amplifier ground circuit in a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第3の実施形態に係るセンスアンプ
グランド回路のタイミングチャート図である。
FIG. 13 is a timing chart of a sense amplifier ground circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第4の実施形態に係る半導体記憶装
置におけるセンスアンプグランド回路を示す回路図であ
る。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a sense amplifier ground circuit in a semiconductor memory device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第4の実施形態に係るセンスアンプ
グランド回路のタイミングチャート図である。
FIG. 15 is a timing chart of a sense amplifier ground circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図16】一般的なDRAMの非選択状態のメモリセル
と活性化されたセンスアンプとの接続関係を示す部分的
な回路図である。
FIG. 16 is a partial circuit diagram showing a connection relationship between a non-selected memory cell of a general DRAM and an activated sense amplifier.

【図17】従来のDRAMにおける昇圧センスグランド
方式を説明するための機能構成図である。
FIG. 17 is a functional configuration diagram for explaining a boost sense ground system in a conventional DRAM.

【図18】(a)及び(b)はセンスアンプによる読み
出し動作時におけるビット線対、センスアンプ用グラン
ド電位SAN及びセンスアンプ用電源電位SAPの電位
変化を表わし、(a)は昇圧センスグランド方式を用い
ない場合の電位波形図であり、(b)は昇圧センスグラ
ンド方式を用いた場合の電位波形図である。
FIGS. 18A and 18B show potential changes of a bit line pair, a sense amplifier ground potential SAN and a sense amplifier power supply potential SAP during a read operation by a sense amplifier, and FIG. FIG. 7 is a potential waveform diagram when no voltage is used, and FIG. 7B is a potential waveform diagram when a boost sense ground system is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内部回路 2 低レベル電位生成手段 3 DSGドライバ回路(接地電位生成部及び閾
値電位生成部) 31 第1のnMOSトランジスタ(閾値電位生成
用半導体素子) 32 第2のnMOSトランジスタ(接地電位生成
用半導体素子) 4 制御信号発生回路(接地電位制御部) 5 DSG電位補償回路(電位補償部) 6 DSG電位配線 10 メモリセルアレイブロック 20 センスアンプブロック 21 センスアンプドライバ回路 22 制御回路ブロック 23 センスアンプグランド回路(低レベル電位生
成手段) 24 センスアンプグランド回路(低レベル電位生
成手段) 25 センスアンプグランド回路(低レベル電位生
成手段) 40 ロウデコーダ 41 ワード線ドライバ 42 センスアンプ制御ブロック 100 領域 101 メモリセルアレイ 51 メモリセル 51a メモリセルトランジスタ 51b メモリセルキャパシタ A メモリセル 60 第1のデータ線 61 第2のデータ線 201 センスアンプ回路 202n nMOSトランジスタ 202p pMOSトランジスタ 203 プリチャージ用nMOSトランジスタ 204 イコライズ用nMOSトランジスタ 205 第1の内部配線 206 第2の内部配線 207 第1のトランスファートランジスタ 208 第2のトランスファートランジスタ 209 第3のトランスファートランジスタ 211 nMOSスイッチトランジスタ 212 インバータ回路 213 pMOSスイッチトランジスタ 214 プリチャージ用nMOSトランジスタ 215 イコライズ用nMOSトランジスタ 231 DSGドライバ回路(接地電位生成部及び閾
値電位生成部) 231a 第1のnMOSトランジスタ(閾値電位生成
用半導体素子) 231b 第2のnMOSトランジスタ(接地電位生成
用半導体素子) 232 制御信号発生回路(接地電位制御部) 232a 遅延回路 232b NAND回路 232c インバータ回路 233 DSG電位補償回路(電位補償部) 234 リファレンス電位生成回路(基準電位生成
部) 234a pMOSトランジスタ 234b 第1のnMOSトランジスタ 234c 第2のnMOSトランジスタ 235 DSGレベル検出回路 235a 第1のpMOSトランジスタ 235b 第1の駆動トランジスタ 235c 第2の駆動トランジスタ 235d 第1のnMOSトランジスタ 235e 第2のnMOSトランジスタ 235f 第3のnMOSトランジスタ 236 シュミットトリガー回路 236a 第1のpMOSトランジスタ 236b 第1のnMOSトランジスタ 236c 第2のpMOSトランジスタ 236d 第2のnMOSトランジスタ 236e 第3のpMOSトランジスタ 237 DSGプリチャージ回路(電流供給能力切替
手段) 237a 第1のNAND回路 237b 第2のNAND回路 237c 第3のNAND回路 237d 第1のpMOSトランジスタ 237e 第2のpMOSトランジスタ 237f 第3のpMOSトランジスタ 241 DSGドライバ回路(接地電位生成部及び閾
値電位生成部) 241a 第1のnMOSトランジスタ(閾値電位生成
用半導体素子) 241b 第2のnMOSトランジスタ(接地電位生成
用半導体素子) 242 制御信号発生回路(接地電位制御部) 242a 遅延回路 242b インバータ回路 243 DSG電位補償回路(電位補償部) 244 リファレンス電位生成回路(基準電位生成
部) 244a pMOSトランジスタ 244b 第1のnMOSトランジスタ 244c 第2のnMOSトランジスタ 244d 第3のnMOSトランジスタ 245 DSGプリチャージ回路(電流供給能力切替
手段) 245a 第1のインバータ回路 245b 第2のインバータ回路 245c 第3のインバータ回路 245d 第1のpMOSトランジスタ 245e 第2のpMOSトランジスタ 245f 第3のpMOSトランジスタ 246 DSGレベル検出トランジスタ 251 DSGドライバ回路(接地電位生成部及び閾
値電位生成部) 251a 第1のnMOSトランジスタ(第1の閾値電
位生成用半導体素子) 251b 第2のnMOSトランジスタ(接地電位生成
用半導体素子) 252 DSGサブドライバ回路 252a nMOSトランジスタ(第2の閾値電位生成
用半導体素子) 253 DSGドライバ切替回路(閾値電位生成用半
導体素子選択手段) 253a 遅延回路 253b OR回路 253c 第1のnMOSトランジスタ 253d インバータ回路 253e 第2のnMOSトランジスタ 300 DRAMチップ 301 インターフェイス回路ブロック 302 カラム制御ブロック 303 ロウ制御ブロック 304 メモリコアブロック 305 センスアンプグランド回路 306 DSGドライバ回路 307 センスアンプブロック 308 メモリセルアレイブロック 311 第1のDSG電位配線 312 第2のDSG電位配線 313 第3のDSG電位配線 314 第1のNSG信号配線 315 第2のNSG電位配線 320 センスアンプ回路 321 センスアンプドライバ回路 350 半導体基板 351 n型ウェル領域 352 p型ウェル領域 353 素子分離領域 354 n型拡散領域 355 p型拡散領域 356A 絶縁ゲート電極 356B 絶縁ゲート電極 356C 絶縁ゲート電極356D 絶縁ゲート電極 356E 絶縁ゲート電極 357 第1の層間絶縁膜 358A VSS電位配線 358B DSG電位配線 358C VSS電位配線 358D EQ信号配線 358E VDD電位配線 359 第2の層間絶縁膜 360A NSG信号配線 360B SE信号配線 360C SAN電位配線 360D SAP電位配線 360E /SE信号配線 361 第3の層間絶縁膜 362 DSG電位配線 DSG ダイナミックセンスアンプグランド電位(低
レベル電位) PSG トリガー出力信号 NSG 内部制御信号 VGS1 第1のバイアス電圧値 VGS2 第2のバイアス電圧値 WL ワード線又はワード線信号 BL ビット線 /BL ビット相補線 SE センスアンプ駆動信号 EQ イコライズ信号 SAP センスアンプ用電源電位 SAN センスアンプ用グランド電位 VDD 電源電位 VSS 接地電位 VBP プリチャージ電位 VCP セルプレート電位 VBB バックゲート電位(基板電位) VTN1 第1の閾値電位 VTN2 第2の閾値電位
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal circuit 2 Low level electric potential generation means 3 DSG driver circuit (ground electric potential generation part and threshold electric potential generation part) 31 1st nMOS transistor (semiconductor element for threshold electric potential generation) 32 2nd nMOS transistor (semiconductor for ground electric potential generation) 4) Control signal generation circuit (ground potential control unit) 5 DSG potential compensation circuit (potential compensation unit) 6 DSG potential wiring 10 memory cell array block 20 sense amplifier block 21 sense amplifier driver circuit 22 control circuit block 23 sense amplifier ground circuit ( Low-level potential generating means) 24 sense amplifier ground circuit (low-level potential generating means) 25 sense amplifier ground circuit (low-level potential generating means) 40 row decoder 41 word line driver 42 sense amplifier control block 100 area 101 memory cell array Reference Signs List 51 memory cell 51a memory cell transistor 51b memory cell capacitor A memory cell 60 first data line 61 second data line 201 sense amplifier circuit 202n nMOS transistor 202p pMOS transistor 203 precharge nMOS transistor 204 equalizing nMOS transistor 205 first Internal wiring 206 second internal wiring 207 first transfer transistor 208 second transfer transistor 209 third transfer transistor 211 nMOS switch transistor 212 inverter circuit 213 pMOS switch transistor 214 precharge nMOS transistor 215 equalizing nMOS transistor 231 DSG driver circuit (ground potential generator and 231a First nMOS transistor (semiconductor element for generating threshold potential) 231b Second nMOS transistor (semiconductor element for generating ground potential) 232 Control signal generation circuit (ground potential control section) 232a Delay circuit 232b NAND circuit 232c Inverter circuit 233 DSG potential compensation circuit (potential compensation unit) 234 Reference potential generation circuit (reference potential generation unit) 234a pMOS transistor 234b first nMOS transistor 234c second nMOS transistor 235 DSG level detection circuit 235a first pMOS transistor 235b First drive transistor 235c Second drive transistor 235d First nMOS transistor 235e Second nMOS transistor 235f Third nMOS transistor 236 Schmitt trigger circuit 236a First pMOS transistor 236b First nMOS transistor 236c Second pMOS transistor 236d Second nMOS transistor 236e Third pMOS transistor 237 DSG precharge circuit (current supply capability switching means) 237a First NAND circuit 237b Second NAND circuit 237c Third NAND circuit 237d First pMOS transistor 237e Second pMOS transistor 237f Third pMOS transistor 241 DSG driver circuit (ground potential generation unit and threshold potential generation unit) 241a first NMOS transistor (semiconductor element for generating threshold potential) 241b Second nMOS transistor (semiconductor element for generating ground potential) 242 Control unit) 242a delay circuit 242b inverter circuit 243 DSG potential compensation circuit (potential compensation unit) 244 reference potential generation circuit (reference potential generation unit) 244a pMOS transistor 244b first nMOS transistor 244c second nMOS transistor 244d third nMOS Transistor 245 DSG precharge circuit (current supply capability switching means) 245a First inverter circuit 245b Second inverter circuit 245c Third inverter circuit 245d First pMOS transistor 245e Second pMOS transistor 245f Third pMOS transistor 246 DSG level detection transistor 251 DSG driver circuit (ground potential generator and threshold potential generator) 251a First nMOS transistor (first threshold) 251b Second nMOS transistor (ground potential generation semiconductor element) 252 DSG sub-driver circuit 252a nMOS transistor (second threshold potential generation semiconductor element) 253 DSG driver switching circuit (threshold potential generation semiconductor) 253a Delay circuit 253b OR circuit 253c First nMOS transistor 253d Inverter circuit 253e Second nMOS transistor 300 DRAM chip 301 Interface circuit block 302 Column control block 303 Row control block 304 Memory core block 305 Sense amplifier ground circuit 306 DSG driver circuit 307 Sense amplifier block 308 Memory cell array block 311 First DSG potential wiring 312 Second DSG power Wiring 313 Third DSG potential wiring 314 First NSG signal wiring 315 Second NSG potential wiring 320 Sense amplifier circuit 321 Sense amplifier driver circuit 350 Semiconductor substrate 351 N-type well region 352 P-type well region 353 Element isolation region 354 n Diffusion region 355 P-type diffusion region 356A Insulated gate electrode 356B Insulated gate electrode 356C Insulated gate electrode 356D Insulated gate electrode 356E Insulated gate electrode 357 First interlayer insulating film 358A VSS potential wiring 358B DSG potential wiring 358C VSS potential wiring 358D EQ signal Wiring 358E VDD potential wiring 359 Second interlayer insulating film 360A NSG signal wiring 360B SE signal wiring 360C SAN potential wiring 360D SAP potential wiring 360E / SE signal wiring 361 Third layer Inter-insulation film 362 DSG potential wiring DSG dynamic sense amplifier ground potential (low level potential) PSG trigger output signal NSG internal control signal VGS1 first bias voltage value VGS2 second bias voltage value WL word line or word line signal BL bit line / BL bit complementary line SE sense amplifier drive signal EQ equalize signal SAP sense amplifier power supply potential SAN sense amplifier ground potential VDD power supply potential VSS ground potential VBP precharge potential VCP cell plate potential VBB back gate potential (substrate potential) VTN1 first Threshold potential VTN2 Second threshold potential

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大田 清人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 広瀬 雅庸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5B024 AA01 AA07 AA15 BA09 BA21 BA27 CA11 CA15 CA21 5F083 AD00 GA05 GA09 LA03 LA09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kiyoto Ota 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 5B024 AA01 AA07 AA15 BA09 BA21 BA27 CA11 CA15 CA21 5F083 AD00 GA05 GA09 LA03 LA09

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成されており、 複数のワード線と複数のビット線対との各交差部に設け
られた複数のメモリセルを有するメモリセルアレイと、 前記複数のビット線対ごとに設けられ、各ビット線対に
読み出された電位差を増幅して出力する複数のセンスア
ンプ回路と、 前記メモリセル、ビット線対及びセンスアンプ回路に印
加される高レベル電位及び低レベル電位のうちの低レベ
ル電位を生成して出力する低レベル電位生成手段とを備
え、 前記低レベル電位生成手段は、 前記低レベル電位として接地電位とほぼ等しい第1の電
位を生成する接地電位生成用半導体素子を有する接地電
位生成部と、 閾値電位を超える電位が印加されたときに動作し、前記
低レベル電位として前記閾値電位とほぼ等しい第2の電
位を生成する閾値電位生成用半導体素子を有する閾値電
位生成部と、 前記接地電位生成用半導体素子の動作を制御する接地電
位制御部とを有していることを特徴とする半導体記憶装
置。
1. A memory cell array formed on a semiconductor substrate and having a plurality of memory cells provided at respective intersections of a plurality of word lines and a plurality of bit line pairs; A plurality of sense amplifier circuits for amplifying and outputting a potential difference read to each bit line pair; and a high level potential and a low level potential applied to the memory cell, the bit line pair and the sense amplifier circuit. And a low-level potential generating means for generating and outputting a low-level potential, wherein the low-level potential generating means generates a first potential substantially equal to a ground potential as the low-level potential. A ground potential generating unit having an element, a threshold which operates when a potential exceeding a threshold potential is applied, and generates a second potential substantially equal to the threshold potential as the low level potential A semiconductor memory device comprising: a threshold potential generation unit having a value potential generation semiconductor element; and a ground potential control unit that controls an operation of the ground potential generation semiconductor element.
【請求項2】 前記接地電位生成用半導体素子は、前記
接地電位制御部からの制御信号を受け、前記複数のセン
スアンプ回路のうちの一部のセンスアンプ回路が活性化
された時点から所定期間にわたって活性化されることに
より、前記第1の電位を生成し、 前記閾値電位生成用半導体素子は、前記接地電位生成用
半導体素子が活性化されていない期間に前記第2の電位
を生成することを特徴とする請求項1に記載の半導体記
憶装置。
2. The semiconductor device for generating a ground potential receives a control signal from the ground potential control unit, and a predetermined period from a time when a part of the plurality of sense amplifier circuits is activated. And the threshold potential generation semiconductor element generates the second potential during a period in which the ground potential generation semiconductor element is not activated. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記接地電位生成用半導体素子は、前記
接地電位制御部からの制御信号を受け、前記複数のセン
スアンプ回路が非活性状態である期間中及び前記複数の
センスアンプ回路のうちの一部のセンスアンプ回路が活
性化された時点から所定の期間中に活性化されているこ
とにより、前記第1の電位を生成し、 前記閾値電位生成用半導体素子は、前記接地電位生成用
半導体素子が活性化されていない期間に前記第2の電位
を生成することを特徴とする請求項1に記載の半導体記
憶装置。
3. The semiconductor device for generating a ground potential receives a control signal from the ground potential control unit, during a period in which the plurality of sense amplifier circuits are in an inactive state, and among the plurality of sense amplifier circuits. The first potential is generated by being activated during a predetermined period from the time when some of the sense amplifier circuits are activated, and the threshold potential generation semiconductor element is connected to the ground potential generation semiconductor. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said second potential is generated during a period when an element is not activated.
【請求項4】 前記低レベル電位生成手段は、 前記閾値電位とほぼ同電位である基準電位を生成する基
準電位生成部と、前記低レベル電位が前記基準電位より
も高い電位となるように電流を供給することにより、前
記低レベル電位を補償する電位補償部とをさらに有し、 前記基準電位生成部及び電位補償部は、前記接地電位生
成部が活性化されていない期間に動作することを特徴と
する請求項2又は3に記載の半導体記憶装置。
4. The low-level potential generation means includes: a reference potential generation unit that generates a reference potential that is substantially the same as the threshold potential; and a current so that the low-level potential is higher than the reference potential. And a potential compensating unit that compensates for the low-level potential by supplying the reference potential generating unit and the potential compensating unit to operate during a period in which the ground potential generating unit is not activated. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein:
【請求項5】 前記複数のセンスアンプ回路のうちの活
性状態のセンスアンプ回路に接続されている前記ビット
線対のうちのより低電位のビット線の電位は、前記低レ
ベル電位よりも高い状態にあるときに前記接地電位生成
部が活性状態から非活性状態に遷移することを特徴とす
る請求項4に記載の半導体記憶装置。
5. The state in which a lower potential bit line of the bit line pair connected to an active sense amplifier circuit of the plurality of sense amplifier circuits has a potential higher than the low level potential. 5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein said ground potential generating section transitions from an active state to an inactive state when said state is in said state.
【請求項6】 前記電位補償部は、前記メモリセルアレ
イのメモリ容量に応じて前記電位補償部の電流供給能力
を切り替える電流供給能力切替手段を有していることを
特徴とする請求項4に記載の半導体記憶装置。
6. The device according to claim 4, wherein the potential compensator has current supply capability switching means for switching the current supply capability of the potential compensator in accordance with the memory capacity of the memory cell array. Semiconductor storage device.
【請求項7】 前記電位補償部は、前記複数のセンスア
ンプ回路のうち、一の動作タイミングで活性化されるセ
ンスアンプ回路の個数に応じて前記電位補償部の電流供
給能力を切り替える電流供給能力切替手段を有している
ことを特徴とする請求項4に記載の半導体記憶装置。
7. The current supply capability for switching a current supply capability of the potential compensation unit according to the number of sense amplifier circuits activated at one operation timing among the plurality of sense amplifier circuits. 5. The semiconductor memory device according to claim 4, further comprising switching means.
【請求項8】 前記低レベル電位生成手段は、 前記閾値電位のほぼ2倍の電位の基準電位を生成する基
準電位生成部と、前記低レベル電位が前記閾値電位とほ
ぼ等しくなるように電流を供給することにより、前記低
レベル電位を補償する電位補償部とをさらに有し、 前記電位補償部は、ゲートが前記基準電位を受け、ドレ
インが前記電位補償部からの電流を受け、ソースが前記
低レベル電位を出力する電界効果トランジスタを含むこ
とを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体記憶装
置。
8. The low-level potential generating means includes: a reference potential generating unit configured to generate a reference potential substantially twice as high as the threshold potential; and a current flowing such that the low-level potential is substantially equal to the threshold potential. A potential compensating unit that compensates for the low-level potential by supplying the potential compensating unit. The potential compensating unit has a gate receiving the reference potential, a drain receiving a current from the potential compensating unit, and a source 4. The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a field-effect transistor that outputs a low-level potential.
【請求項9】 前記複数のセンスアンプ回路のうちの活
性状態のセンスアンプ回路に接続されている前記ビット
線対のうちのより低電位のビット線の電位は、前記低レ
ベル電位よりも高い状態にあるときに前記接地電位生成
部が活性状態から非活性状態に遷移することを特徴とす
る請求項8に記載の半導体記憶装置。
9. A state in which a lower potential bit line of the bit line pair connected to an active sense amplifier circuit of the plurality of sense amplifier circuits is higher than the low level potential. 9. The semiconductor memory device according to claim 8, wherein said ground potential generating section transitions from an active state to an inactive state when said state is in said state.
【請求項10】 前記電位補償部は、前記メモリセルア
レイのメモリ容量に応じて前記電位補償部の電流供給能
力を切り替える電流供給能力切替手段を有していること
を特徴とする請求項8に記載の半導体記憶装置。
10. The device according to claim 8, wherein the potential compensator has current supply capability switching means for switching the current supply capability of the potential compensator in accordance with the memory capacity of the memory cell array. Semiconductor storage device.
【請求項11】 前記電位補償部は、前記複数のセンス
アンプ回路のうち、一の動作タイミングで活性化される
センスアンプ回路の個数に応じて前記電位補償部の電流
供給能力を切り替える電流供給能力切替手段を有してい
ることを特徴とする請求項8に記載の半導体記憶装置。
11. The current supply capability for switching a current supply capability of the potential compensation unit according to the number of sense amplifier circuits activated at one operation timing among the plurality of sense amplifier circuits. 9. The semiconductor memory device according to claim 8, comprising switching means.
【請求項12】 前記閾値電位生成用半導体素子は、第
1の半導体素子と第2の半導体素子とからなり、 前記低レベル電位生成手段は、 前記低レベル電位が接地電位よりも高い電位となるよう
に電流を供給することにより、前記低レベル電位を補償
する電位補償部と、 前記接地電位制御部からの制御信号を受け、前記第1の
半導体素子又は前記第2の半導体素子を選択する閾値電
位生成用半導体素子選択手段とをさらに有していること
を特徴とする請求項2又は3に記載の半導体記憶装置。
12. The semiconductor device for generating a threshold potential includes a first semiconductor device and a second semiconductor device, and the low-level potential generating means sets the low-level potential to a potential higher than a ground potential. Compensating the low level potential by supplying a current as described above; and a threshold value for receiving a control signal from the ground potential control unit and selecting the first semiconductor element or the second semiconductor element. 4. The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a potential generation semiconductor element selection unit.
【請求項13】 前記第2の半導体素子のサイズは前記
第1の半導体素子のサイズよりも小さく、 前記閾値電位生成用半導体素子選択手段は、前記複数の
センスアンプ回路のうちの一部のセンスアンプ回路が活
性化された時点から前記所定期間中は前記第1の半導体
素子からの出力を選択し、前記所定期間が経過した後に
前記第2の半導体素子からの出力を選択することを特徴
とする請求項12に記載の半導体記憶装置。
13. The size of the second semiconductor element is smaller than the size of the first semiconductor element, and the threshold potential generation semiconductor element selecting means senses a part of the plurality of sense amplifier circuits. An output from the first semiconductor element is selected during the predetermined period from the time when the amplifier circuit is activated, and an output from the second semiconductor element is selected after the predetermined period has elapsed. 13. The semiconductor memory device according to claim 12, wherein:
【請求項14】 前記メモリセルアレイを複数備え、 前記複数のメモリセルアレイごとにおける前記ワード線
が延びる方向に対して平行な側部に前記複数のセンスア
ンプ回路がそれぞれ隣接するように設けられてなる複数
のセンスアンプ列と、 前記複数のメモリセルアレイと前記複数のセンスアンプ
列とからなるメモリコアブロックとを有し、 前記低レベル電位生成手段は、前記メモリコアブロック
における前記複数のセンスアンプ列が延びる方向に対し
て平行な両側部と隣接するように設けられていることを
特徴とする請求項2又は3に記載の半導体記憶装置。
14. A plurality of memory cell arrays each comprising a plurality of said memory cell arrays, wherein said plurality of sense amplifier circuits are provided adjacent to respective sides of said plurality of memory cell arrays which are parallel to a direction in which said word lines extend. And a memory core block including the plurality of memory cell arrays and the plurality of sense amplifier rows, wherein the low-level potential generation unit extends the plurality of sense amplifier rows in the memory core block. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the semiconductor memory device is provided so as to be adjacent to both side portions parallel to the direction.
【請求項15】 前記接地電位生成用半導体素子、前記
閾値電位生成用半導体素子及び前記センスアンプ列が有
する半導体素子は、それぞれ前記半導体基板に連続して
設けられた共有ウェルに形成されていることを特徴とす
る請求項14に記載の半導体記憶装置。
15. The semiconductor element for generating the ground potential, the semiconductor element for generating the threshold potential, and the semiconductor element included in the sense amplifier row are each formed in a common well provided continuously with the semiconductor substrate. 15. The semiconductor memory device according to claim 14, wherein:
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